王 瑞，唐新星，张德勇，韩方元

(1.长春工业大学，吉林 长春130012；2.长春理工大学，吉林 长春130022)

0 前言

自Stewart提出并联运动平台以来，不同结构、不同自由度的并联机构相继产生，并联机构具有精度高、承载能力强、刚度高等优点，在军事、医疗、工业、航空航天等领域广泛应用[1，2]。以并联机构为基础构建的并联腿式步行机器人，例如WL-16RIV的腿部机构为6自由度并联机构，六足“章鱼”机器人，轮足复合电动并联机器人“北理哪吒”，与轮式、履带式移动机器人相比，具有较强跨越障碍物的能力，对崎岖地形、危险环境具有更好的适应性[3-5]。

多足机器人动力学建模是对机构进行性能分析、优化设计的必要前提，构建动力学方程的方法有拉格朗日法、虚功原理法、牛顿-欧拉法和凯恩方程法等[6-9]。王洪波等人对空间三自由度串并混联腿机构(2-UPS+U)进行了动力学建模和仿真，基于矢量法和虚功原理建立了该混联腿机构的动力学模型,推导出该混联腿机构的动力学方程[10]；王英波等人对六自由度并联机器人描述为单个刚体，采用凯恩方法建立其单刚体动力学模型，并进行了仿真分析[11]。

本文构建2(6UPUR+3P)型六足步行机器人结构，拥有多维复杂系统，步行过程中，驱动机构产生的力与力矩会对机器人运动性能有很大的影响。因此，采用推导速度快、实时性好的牛顿-欧拉法求解其动力学方程，将六足步行机器人的2个腿部结构分别定义为支撑腿和摆动腿，支撑腿与摆动腿交替变换，每个腿部6-UPUR结构又描述为单个刚体，单刚体动力学方程能够充分描述整个机械系统的特性，特别是对重载运动系统，最终到所需的动力学方程。……