地面移动Altmann连杆机构-机械工程学报.PDFVIP

第 51 卷第 13 期 机 械 工 程 学 报 Vol.51 No.13 2 0 1 5 年 7 月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Jul. 2 0 1 5 DOI ：10.3901/JME.2015.13.125 地面移动Altmann 连杆机构* 1, 2 2 1 刘 超 王 皓 姚燕安 (1. 北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100044 ； 2. 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室 上海 200240) 摘要：提出 Altmann 连杆机构的一个新用途，将其用来作为地面移动机构，以翻跟斗步态实现沿直线的行走运动，并通过自 身扭动与整体反转的步态实现转向运动。提出地面移动 Altmann 连杆机构的设计概念和构型方案。分析地面移动 Altmann 连 杆机构的移动原理，包括利用奇异位形来实现机构的转向运动。规划出直行和转向两种移动步态。分析两种步态的移动轨迹， 并计算两种移动步态的关键参数。研究结果表明，通过对直行和转向两种步态的切换控制，可以使 Altmann 地面移动连杆机 构以固定的步长，从平面上一个初始点移动到另一个目标点。该地面移动连杆机构基于空间单闭链六杆机构，结构简单，刚 度好，同时具有良好的折叠特性，便于存储和运输。 关键词：Altmann 机构；地面移动机构；空间 6R 机构 中图分类号：TH122 Ground Mobile Altmann Linkage LIU Chao1, 2 WANG Hao2 YAO Yanan1 (1. School of Mechanical, Electronic and Control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044; 2. State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240) Abstract ：A novel application of the Altmann linkage is presented and used as a novel ground mobile mechanism. It can move in straight by tumbling and turn by twisting and inverting. The design concept of the ground mobile Altamann linkage is proposed. The motion principle of this proposed ground mobile Altmann linkage is analyzed. By taking advantage of the singular configuration of the mechanism, the control of turning can be achieved. The gaits of the moving in straight and the turning are planned. The locomotion tracts of the two gaits are analyzed respectively, and the analysis of the key parameters is performed. Th