李亚锋，赵江海，章小建，薛 峰LI Ya-feng， ZHAO Jiang-hai， ZHANG Xiao-jian， XUE Feng（1.合肥工业大学 电气工程与自动化学院，合肥 0000；.中国科学院合肥物质科学研究院 先进制造技术研究所，常州 1164；.莱克电气股份有限公司，苏州 15009）

线驱动混合关节机器人构型与运动控制分析研究

李亚锋1，2，赵江海2，章小建2，薛 峰3
LI Ya-feng1，2， ZHAO Jiang-hai2， ZHANG Xiao-jian2， XUE Feng3
（1.合肥工业大学 电气工程与自动化学院，合肥 230000；2.中国科学院合肥物质科学研究院 先进制造技术研究所，常州 213164；3.莱克电气股份有限公司，苏州 215009）

为提高工业机械臂的运动灵活性和避障能力，提出了一种由刚性旋转关节与连续型柔性关节构成的新型混合关节机器人，该机器人的关节轴线互相垂直并采用绳索驱动方式。首先，针对该混合关节机构，基于传统D-H参数法与弹性体常曲率变形理论提出了线驱动混合关节机器人运动学建模新方法。其次，在机器人建模分析的基础上，设计其运动控制系统，制备了原理样机。最后，开展原理样机实验，运动轨迹最大误差为10mm，实验结果验证了该混合关节机器人机构设计与运动控制的可行性。

线驱动；混合关节；运动学；控制系统

0　引言

1999年，英国机器人学者Robinson等提出了离散、蜿蜒和连续型机器人的分类概念［1］。传统的工业机器人可归为离散型机器人，一般由5～7个刚性关节和连杆构成，适用于结构化空间作业。蛇形机器人作为蜿蜒型的典型代表，由数量众多的刚性关节和短连杆构成，具有很高的灵活性［2］。而连续型机器人由单段或多段弹性体构成，依靠弹性体弯曲变形产生运动，类似于大象鼻子、章鱼触手和哺乳类动物的舌头等动物器官。……