空间三正交平行四边形滚动机构

来源：机械工程学报杂志2015年第17期北京时间：

作者：荀致远, 关永瀚, 席利贺, 孙春华, 姚燕安

单位：北京交通大学机械与电子控制工程学院

摘要：提出一种新型的两自由度空间三正交平行四边形滚动机构。该机构由10个连杆、12个虎克铰与4个转动副构成，其外观呈现为两两正交的三个平行四边形，利用平行四边形机构变形失稳机制使机构实现以滚动步态行进，并通过运动副布置与结构设计获得直线行进与灵活变换方向的移动功能。运用螺旋理论，采用先局部后整体的次序分析机构的自由度；根据几何关系建立简化模型，对其进行运动学分析，得到各杆件的质心坐标；分析移动机构的稳定性并讨论其翻滚条件；应用软件建立动力学模型并仿真，完成步态规划；制作一台原理样机，进行试验研究。结果表明，该滚动机构可用较为简单的控制方式实现直线行进与灵活变换方向的功能，并且具有良好的刚度与承载能力。

关键词：滚动机构,螺旋理论,平行四边形机构,移动机器人；

基金资助：高等学校博士学科点专项科研基金(20130009110030)、国家自然科学基金“面上”(2015JBZ005)、教育部基本科研业务费(2013JBM077)和北京交通大学研究生创新(M13JB00221)资助项目