基于半转机构的类两足步行机构理论与实验研究

步行运动在复杂地面的通过性能大大优于轮子运动，仿生步行机械能够在不平的路面上行走，甚至可以取代轮式车辆完成恶劣复杂地面环境下的运输作业。本项目旨在融入动物行走原理和方法，研究一种类两足行走的步行机构以提高仿生步行机械的快速移动能力。在半转机构运动特性的研究基础上，针对偏心质量大制约运动速度问题，探索一种新型二级半转机构作为原型构成，通过揭示该机构行走起伏运动规律及分析越障与脱陷性能，进一步提出快速步行机构的设计理论与方法。探寻步行机构运动周期中的功能转换特点和驱动力矩变化规律，提出该机构的行走能力和行走效率计算理论与方法。在以上理论与方法研究基础上，设计制作步行机构的样机进行模型实验研究，比较实验与理论分析结果，改进理论分析模型和优化机构构成。本项目的研究将进一步扩大半转机构在动物运动仿生中的应用，为实现动物运动仿生的大型化、实用化提供新的途径和相应的理论支持。

步行运动在复杂地面的通过性能大大优于轮子运动，仿生步行机械能够在不平的路面上行走，甚至可以取代轮式车辆完成恶劣复杂地面环境下的运输作业。本项目旨在融入动物行走原理和方法，研究一种类两足行走的步行机构以提高仿生步行机械的移动能力。在半转机构运动特性的研究基础上，针对偏心质量大制约运动速度问题，探索出一种新型二级半转机构作为原型构成，通过对该机构运动驻点和运动特征线等运动规律的揭示，进一步提出一种分置腿式步行机构，给出了基于平顺性优化的步行机构参数关系设计理论与方法。在分析步行机构运动周期中驱动力矩变化规律的基础上，提出一种运动优化控制方法；同时揭示了步行机构与软地面相互作用运动学规律及其与硬地面相互作用动力学规律。在以上理论与方法研究基础上，设计制作出步行机构的样机进行模型实验研究，比较了实验与理论分析结果，进一步改进了理论分析模型和机构构成。本项目从两足运动仿生效果上提出新的步行机构及其设计理论与方法，进一步丰富了两足步行机构研究内容，为实现动物运动仿生的实用化提供新的途径和相应的理论支持。