5、新型关节机构与机器人运动学研究

新型关节机构与机器人运动学研究

1. 关节机构的设计与模拟分析

关节机构的设计旨在实现紧凑高效的操作，对TORVEASTRO机器人具有重要意义。其运动学模拟采用了四种操作模式，具体如下：
| 操作模式 | 角度条件 |
| — | — |
| 模式一 | θ1 < 180°且θ2 < 180° |
| 模式二 | θ1 > 180°且θ2 > 180° |
| 模式三 | θ1 < 180°且θ2 > 180° |
| 模式四 | θ1 > 180°且θ2 < 180° |

通过模拟发现，模式三与模式四会使连杆接近或经过奇异点，即连杆l1、l3和l2、l4成180°对齐时。而模式一和模式二能在不接近奇异点的情况下完成所需运动。

移动平台分别在三个不同点E11、E12和A与框架体和滑块 - 曲柄机构相连。A处的旋转关节提供圆周输出运动，滑块 - 曲柄机构为移动平台提供移动力，因此它们必须以拮抗方式工作。

为分析其特性，选择模式一进行模拟，所采用的关节机构按表1参数设计，以满足操作范围和空间可用性的约束。模拟计算得出所选关节机构设计的操作工作空间范围为11 x 15 mm。

参数	值 (mm)
B2	10
l1 = l2 = l3 = l4	20 <