空间十二重四面体翻滚机器人运动学位置分析.pdfVIP

机械设计与制造 第 12期 154 Machinery Design Manufacture 2013年 l2月 空间十二重四面体翻滚机器人运动学位置分析 张中鹏 ，王小涛 ，聂 宏 ，陈 萌 (1．南京航空航天大学，江苏 南京 210016；2．上海宇航系统工程研究所，上海 201108) 摘 要：介绍了空间多面体翻滚机器人的结构，由8个外部节点和 1个中心节点通过26根伸缩连杆连接组成，通过各连 杆协调伸长和收缩，改变机器人的构型，使机器人的重心发生变化，通过翻滚实现机器人向目标方向移动。对空间多面体 机器人的研究现状进行了简要分析。提出一种几何方法对机器人进行位置分析，给出了十二重四面体机器人的空间位置 正解和反解的计算过程。首先考虑一个四面体，已知3个节点在基坐标系中的位置求解出另一个节点的位置，依次选择 新的四面体，最终求出十二重四面体机器人的位置正解。通过两个实例计算分析验证了该方法的有效性。 关键词：四面体翻滚机器人；十二重四面体；运动学分析；位置正解 中图分类号：TH16；TP24 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2013)12—0154—04 KinematicsPositionAnalysisofa12-TetrahedralRollingRobot ZHANGZhong—peng，WANGXiao—tao，NieHong，ChenMeng (1．CollegeofAstronautics，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，JiangsuNanjing210016，China； 2．AerospaceSystemEngineering，Shanghai201108，China) Abstract：The12一TetrahedralRobotiscomposedofeightexternalnodesand0艘 internalnodeconnectedby26extension struts．TheTetrahedralRobot’Sshapewillshfitbychangingthestrutlengthcoordinatelytochnageitscenterofmoss，andthe robotwillmovetothedesireddirectionbycausingittotumble．Thebriefresearchstatusoftetrahedralrobotwasanalyzed．The kinematicpositionofthe12一Tetrahedro]robot ∞naalyzedbyageometricmethod．nadthedirectkinematicsnadinverse kinematicsof the12一TetrahedralrobotWas formulated．Foreachtetrahedron．theforthnode’SpositionCna besolved accordingtothepositionsoftheotherthreenodesinthebasecoordinatesystem，nadthenselectingnewtetrahedrons in order，thepositiondirectsolutionofthe12一tetrahedralrobotisfinallyobtained．Theeffectivenessofthemethodhasbeen testfiiedthroughtwoexamples． KeyW ords：TetrahedralRollingRobot；12-Tetrahedron；KinematicsAnalysis；PositionDirectSolution 1引言 二代多面体机器人 ，它是