仿蜜蜂腹部变体机构设计及运动分析.pdfVIP

2023年8月机

械

科

学

与

技

术August2023

第42卷第8期Mechanical

Science

and

Technology

for

Aerospace

EngineeringVol.

42No.

8

尹丹妮，谷勇霞，张玉玲.

仿蜜蜂腹部变体机构设计及运动分析[J].

机械科学与技术，2023，42（8）：1200-1206

仿蜜蜂腹部变体机构设计及运动分析

尹丹妮，谷勇霞，张玉玲112

（1.

北京工商大学

人工智能学院，北京100048；2.

清华大学

摩擦学国家重点实验室，北京100084）

摘要：受蜜蜂腹部变形机制的启发，设计一种能够实现伸缩和弯曲的仿生变体头锥机构，该机构采用

三组RSH/RRR支链并联机构形式。通过旋量理论计算变体机构的自由度，结果表明该机构的运动

自由度满足变体头锥的变形要求，可作为变体头锥的变形展开骨架。然后对变体机构的动态性能

进行了仿真分析，结果表明变体机构的变形量满足设计要求，受力情况下仍能保持较稳定的运动状

态，变体头锥机构动态性能良好。该变体机构可以提高头锥的灵活性和适应性，同时，该机构的自

锁特性和并联分布方式增强了头锥变形的稳定性。

关键词：仿生变体机构；并联机构；变体头锥；动态性能

中图分类号：TH122文献标志码：A

DOI：10.13433/ki.1003-8728文章编号：1003-8728（2023）08-1200-07

DesigningHoneybeeAbdomensMorphingMechanismandIts

KinematicAnalysis

112

YIN

Danni，GU

Yongxia，ZHANG

Yuling

(1.

School

of

Artificial

Intelligence,

Beijing

Technology

and

Business

University,

Beijing

100048

,

China；

2.

State

Key

Laboratory

of

Tribology,

Tsinghua

University,

Beijing,

100084,

China)

Abstract：Inspired

by

the

deformation

mechanism

of

honeybee

abdomen,

this

paper

designed

a

bionic

morphing

mechanism

that

can

achieve

expansion

and

bending.

The

morphing

mechanism

adopted

three

groups

of

RSH/RRR

branch

chains

in

parallel.

The

screw

theory

was

used

to

calculate

the

degree

of

freedom

of

the

morphing

mechanism.

The

results

show

that

the

kinematic

degree

of

freedom

of

the

morphing

mechanism

meets

the

def