机械工程学报

作者：张自强, 廖金秾, 赵京, 王伦

单位：北京工业大学材料与制造学部 北京 100124

关键词：仿生机构,单自由度,八杆机构,构型与尺度一体化,设计方法；

基金：国家自然科学基金（51805010）和中国博士后科学基金特别资助项目（2019T120030）。

单自由度八杆仿生机构杆长参数较多，是仿生机器人领域研究的难点之一。为提高设计效率，提出一种构型与尺度同步设计方法。在选定的运动链和机架的基础上，以不等式形式分步给出运动可行性及外形约束条件，使得上一步的杆长可作为下一步求解的已知值。通过该过程，在得到八杆仿生机构构型的同时，快速得到所有杆长的初步可行域。循环上述过程，逐步缩小约束条件的范围，可使得八杆机构的杆长快速接近目标值。在此基础上，分类讨论了连杆搭接顺序、约束条件及基本运动链的差异对求解难度及构型结果的影响。利用所提出的单自由度八杆仿生机构的设计方法，在对初始条件进行合理选取的前提下，可在初步得到构型的同时将杆长限定在较小范围内，实现了构型与尺度的同步设计。该方法还可应用于其他单自由度机构的设计当中，具有较好的借鉴意义。

来源：2020年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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