机床与液压

作者：窦汝桐，于慎波，翟凤晨，夏鹏澎，李文扬，横井浩史，姜银来

单位：沈阳工业大学机械工程学院；沈阳工业大学机械工程学院；沈阳工业大学机械工程学院；沈阳工业大学机械工程学院；电气通信大学机械与智能系统工程学院；电气通信大学机械与智能系统工程学院；电气通信大学机械与智能系统工程学院

关键词：仿人机械臂;绳索驱动;多电机耦合驱动;模块化设计

基金：国家自然科学基金面上项目（51175350）；JSPS KAKENHI Grants（JP18H03761；JP19K12877）

针对传统仿人机械臂载荷与自重比低的问题，提出一种多电机耦合驱动式仿人机械臂。根据人臂的运动特性，确定串联结构下的仿人机械臂构型，并将机械臂划分为肩关节模块、肘关节模块和腕关节模块。分析单电机驱动单关节的绳索传动特性，推导该模型下电机与关节的扭矩映射关系和转角映射关系。研究各模块中多电机耦合驱动多关节的电机布局和绳索绕线方式，解释各模块中多电机耦合后的工作原理，推导各模块中电机与关节的扭矩映射关系和转角映射关系。并通过实验验证各模块中映射关系的正确性，以及各模块关节的承载能力。结果表明：多电机耦合驱动方式在保证质量的前提下，可以有效提高各关节的承载力，为仿人机械臂的设计提供理论依据。

来源：2023年第21期

《机床与液压》期刊编辑部

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