3-PCSS/S球面并联肩关节机构优化与仿生设计

来源：机械工程学报杂志2015年第11期北京时间：

作者：侯雨雷， 汪毅， 范建凯， 胡鑫喆， 曾达幸

单位：燕山大学机械工程学院

摘要：以实现人体肩关节结构和功能仿生为目标，提出以3-PCSS/S(PC表示具有环形导轨的移动副，S为球面副)球面并联机构为仿生肩关节的原型机构，并针对其开展机构优化与仿生设计。将具有环形导轨的移动副PC等价为转动副，进行机构的位置反解并求解其运动雅可比。应用遗传算法，依据所确定的姿态工作空间约束条件，以机构姿态工作空间的点数为优化目标，对机构尺寸参数进行全局优化；提出偏置设计以扩大机构输出转角范围，提高肩关节的灵活度。研究工作对人形机器人肩关节实体仿生设计及其研制具有理论指导意义和工程应用价值。

关键词：仿生设计,肩关节,偏置输出,球面并联机构,姿态工作空间；

基金资助：国家自然科学基金(51275443)、河北省自然科学基金(E2012203034)、教育部科学技术研究重点(212012)、教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20111333120004)和河北省高等学校科学技术研究优秀青年基金(Y2011114)资助项目