变胞机器人作者：张春松 唐昭来源：《物联网技术》2017年第铁触媒
竹炭纤维袜08期 摘 要：文中利用变胞机构的变结构特点开发出了一款变胞机器人，大大提高了爬行机器人的行走稳定裕度、避障能力、攀爬能力、拐弯能力即对复杂环境的适应能力等。具有良好的社会效益与经济效益。 关键词：四足变胞机器人；虎克铰
1 四足变胞机器人简介
屏蔽玻璃 本作品将一种空间六杆变胞机构运用到爬行机器人的腰部设计中。利用变胞机构变结构特点开发出四足变胞机器人。四足变胞机器人的显著特点在于能够随意变形，且其爬行性能也得到了明显提高。
四足变胞机器人具有平面和空间两种构态。在平面构态下，四足变胞爬行机器人可以灵活变换腰部形态，如图放大器的放大1所示，进而改变四条腿的相对布置方式，以改变其行走方式，灵活
适应各种窄道、弯道和障碍物。在空间构态下，四足变胞机器人可以轻松实现腰部的拱仰，如图蝶形螺栓2所示，进而适应凹凸不平的地面及上下坡等环境条件。可见变胞机构的引入，使得爬行机器人能够适用于所有路面环境。这是轮式，履带式机器人所不具备的。
变胞机构的应用提高了爬行机器人诸多性能指标，如行走稳定裕度、避障能力、攀爬能力、拐弯能力、步态协调性等，有助于提高爬行机器人的灵活性和对复杂环境的适应能力。
2 工作原理
文中主要讲述用于四足变胞机器人腰部的变胞六杆机构的特征，以此阐明变胞仿生机器人的技术细节和工作原理。
2.1 技术细节
通过分析图3所示的自然界中爬行动物腰部脊椎骨骼结构，我们发现其结构对应于机构运动副中的虎克铰。同时考虑到各种动物腿的相对位置关系，提出了可变腰的概念。由此我们创造性的将平面六杆机构中的两个转动副换成了虎克铰，得到一种具有多种构态的
空间六杆变胞机构，如图4所示。
上述空间六杆变胞机构具有多种构态，每种构态下机构拓扑结构以及自由度均不相同。由上图可以看出，前三条腰杆由轴线相互平行的两个转动副连接，因此前三条腰杆始终共面（前半腰平面）。同理，后三条腰杆也始终共面（后半腰平面）。左右两个虎克铰水平方向的转动轴线都在这两个平面上。根据这两条交线是否共线可以得到两种不同的构态，即平面构态和空间构态。
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