杨 蓓，齐彦威

（石家庄学院 机电学院，河北 石家庄 050000）

0 引言

对于机器人来说腿部是非常重要的运动部件，对机器人整体的性能有着决定性的作用，因此对腿部机构的研究和优化也非常有意义。近几年国内的研究人员对新型四足混联机器人的腿部结构运动学分析较多，方洋[1]将两个串联构件并联起来作为四足机器人的腿部机构。高建设等[2]设计了一款新型混联四足机器人，随后李明祥[3]、王保糖[4]又分别对该机器人腿部结构进行了运动学和动力学分析。为了让机器人的性能能够得到更好的提升，需要对腿部结构的一些参数进行优化分析。但是机器人腿部机构的构成往往非常复杂，这使得如何选取合适的指标进行优化成了一项比较有难度的事情。笔者在此基础上，依托于石家庄学院科研启动基金项目进行相关研究。

1 腿部机构运动学建模

新型四足机器人[5]是由四条混联腿部机构搭载一个运输平台组成。腿部机构具有4个自由度，由髋关节、大腿和小腿依次串联组成，髋关节有9个转动副的并联机构髋关节等效为一个转动副，建立的腿部机构坐标系如图1所示，用RPY表示{B}相对于{A}运动姿态。图中：Oxᴀyᴀzᴀ—髋关节的静坐标系；Oxʙyʙzʙ—髋关节的动坐标系；Cxcyczc—膝关节坐标系；P—足端点；α、β、γ—{B}对于{A}xyz轴旋转角度；L1，L2—大腿杆与小腿杆的长度；l1，l2—电缸D的铰接点到膝关节C的长度；φi—膝关节转角。

图1 腿部机构坐标系

腿部机构运动学采用D-H法建立坐标系，此法在机器人的运动学研究工作中的经常使用且比较便捷，广泛用于处理机器人运动学问题。……