机床与液压

作者：张启升，李瑞琴，宁峰平

单位：中北大学机械工程学院；中北大学机械工程学院；中北大学机械工程学院

关键词：重载六足移动机器人;运动学;工作空间

基金：山西省重点研发计划项目（202202150401018）；2023年度山西省教育科学“十四五”规划“教育数字化与教育教学改革”专项课题(SZH-230040)

针对危险性高、地形复杂、狭窄封闭人类不宜进入的地下空间重物搬运任务需求，提出一种基于2-RUS+UP并联机械腿的新型六足移动机器人。该机器人每条腿采用模块化设计，具有2个转动和1个移动共3个自由度，具有相同的拓扑结构。对机械腿的位置逆解进行分析，基于矢量法建立2-RUS+UP并联腿的运动学模型，得到机械腿的速度映射关系；采用快速极坐标极限搜索法对单腿的工作空间进行分析；基于三角形稳定性原理，规划了一种3+3步态，分析机器人行进时的5种典型步态。规划一段足端为五次多项式的运行规律轨迹，确保机器人步行的稳定性和减少迈步和着地时足端与地面的冲击。最后，在ADAMS中搭建虚拟样机进行运动学仿真，并与MATLAB理论计算结果进行对比验证。仿真与理论对比结果表明：移动副和驱动支链的位移、速度、加速度曲线变化规律一致，曲线光滑无突变，验证了运动学模型的正确性。其中，移动副位移变化范围为0~150 mm，速度范围为0~280 mm/s；驱动支链角位移范围为0~30°，角速度范围为0~70 (°)/s。所提的基于2-RUS+UP并联机械腿的六足移动机器人构型合理，运动学模型准确，工作空间满足地下复杂地形搬运需求，所规划的3+3步态能够保证机器人稳定行走。

来源：2026年第5期

《机床与液压》期刊编辑部

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