基于運(yùn)動(dòng)靈活性的蟑螂機(jī)器人機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

張建斌 宋榮貴 陳偉海 張廣萍

(北京航空航天大學(xué) 機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院,北京 100191)

基于運(yùn)動(dòng)靈活性的蟑螂機(jī)器人機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

張建斌 宋榮貴 陳偉海 張廣萍

(北京航空航天大學(xué) 機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院,北京 100191)

從仿生蟑螂機(jī)器人機(jī)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā),基于運(yùn)動(dòng)靈活性,選擇橢圓形身體布局,分別以單腿工作空間和整機(jī)雅克比矩陣的條件數(shù)倒數(shù)作為靈巧度指標(biāo),在兼顧運(yùn)動(dòng)靈活性和可靠性的基礎(chǔ)上,對(duì)機(jī)器人機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化配置,選擇了最優(yōu)的桿長(zhǎng)比例.利用分析得出的優(yōu)化尺寸建立 ADAMS參數(shù)化仿真模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,仿真結(jié)果與理論分析相吻合,驗(yàn)證了優(yōu)化配置的可行性和正確性,為樣機(jī)的研制和機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)及控制等進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ),也為其他六足機(jī)器人的開(kāi)發(fā)提供了參考.

仿生蟑螂機(jī)器人;靈活性;優(yōu)化;雅克比矩陣

仿生蟑螂機(jī)器人是基于蟑螂運(yùn)動(dòng)靈活穩(wěn)定,對(duì)地形適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),通常采用三角步態(tài)行進(jìn)[1],具有較好的機(jī)動(dòng)性,對(duì)不平路面適應(yīng)能力突出,可以輕松跨過(guò)較大障礙物.因此在抗震救災(zāi)、搜索救援、外星探索等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[2].

從機(jī)構(gòu)學(xué)角度看,仿生蟑螂是一個(gè)復(fù)雜的冗余驅(qū)動(dòng)多支鏈并聯(lián)機(jī)構(gòu),優(yōu)化配置其機(jī)構(gòu)參數(shù),提高運(yùn)動(dòng)靈活性和穩(wěn)定性極其重要,目前主要是采用工作空間和靈巧度進(jìn)行優(yōu)化[3-5].

工作空間是機(jī)器人的操作區(qū)域,是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能的重要指標(biāo).而靈巧度則可以認(rèn)為是表征機(jī)器人自主改變其位姿或方向以及傳遞力和力矩的能力[6],常用雅克比矩陣條件數(shù)和可操作度[2-3]表示.

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者基于雅克比矩陣條件數(shù)、工作空間以及全局靈巧度指標(biāo)[4]對(duì)多種機(jī)器人進(jìn)行了研究[7-10].采用工作空間和基于雅克比矩陣的靈巧度指標(biāo),對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化配置,其結(jié)果更加可靠和準(zhǔn)確,在體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)靈活性的基礎(chǔ)上,保證了運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確和可靠性,同時(shí)也可以使機(jī)器人盡量遠(yuǎn)離奇異空間.

本文從仿生蟑螂機(jī)器人的機(jī)構(gòu)學(xué)特點(diǎn)出發(fā),基于運(yùn)動(dòng)靈活性,分別以單腿工作空間和整機(jī)雅克比矩陣的條件數(shù)倒數(shù)作為靈巧度指標(biāo),對(duì)其機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化配置.利用分析得出的優(yōu)化尺寸建立了參數(shù)化模型進(jìn)行仿真研究,驗(yàn)證了優(yōu)化配置的可行性和正確性,為樣機(jī)的研制鋪平了道路,也為其他六足機(jī)器人的開(kāi)發(fā)提供了參考.

1 蟑螂機(jī)器人機(jī)體結(jié)構(gòu)

蟑螂有 6條腿,對(duì)稱(chēng)式分布,一般研究常用的機(jī)器蟑螂結(jié)構(gòu)如圖 1a所示.機(jī)體成長(zhǎng)方形,六足對(duì)稱(chēng)分布,每條腿有 4個(gè)關(guān)節(jié),分別為髖關(guān)節(jié)、大腿、小腿和踝關(guān)節(jié),其中前 3個(gè)關(guān)節(jié)為驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié),各關(guān)節(jié)之間的連桿分別稱(chēng)為基節(jié)、股節(jié)和脛節(jié).

圖1 蟑螂機(jī)器人機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖

實(shí)際蟑螂及大多數(shù)昆蟲(chóng)的身體都不是長(zhǎng)方形,而是呈橢圓形[11],后者運(yùn)動(dòng)性能更好.

圖2為等長(zhǎng)寬比、不同結(jié)構(gòu)的髖關(guān)節(jié)擺動(dòng)范圍及支撐三角形,陰影部分表示髖關(guān)節(jié)可達(dá)到的轉(zhuǎn)角范圍.圖 3為支撐三角形對(duì)比,DE與 D′E′為表征機(jī)器人運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)[12]:縱向穩(wěn)定裕量 SL.可以看出,橢圓形布局減少了腿的碰撞,增大了髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍,提高了運(yùn)動(dòng)靈活性;同時(shí)明顯增大了縱向穩(wěn)定裕量,提高了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性.因此,本研究中的仿生蟑螂機(jī)器人采用橢圓型的身體結(jié)構(gòu).

圖2 兩種結(jié)構(gòu)髖關(guān)節(jié)擺角及支撐三角形

圖3 支撐三角形對(duì)比

2 基于單腿工作空間的參數(shù)優(yōu)化

機(jī)器人擺動(dòng)腿可視為串聯(lián)機(jī)械臂,其足端所能到達(dá)的工作空間可以參照機(jī)械臂工作空間求得,并作為衡量機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能力的重要指標(biāo).

2.1 仿生蟑螂步行足工作空間求解

蟑螂機(jī)器人足端工作空間就是機(jī)器人足端在機(jī)構(gòu)限制下所能達(dá)到的空間點(diǎn)的集合,決定了機(jī)器人所能選擇的立足點(diǎn)范圍.工作空間越大,機(jī)器人末端操作空間越大,步行足的靈活性也越大.

應(yīng)用蒙特卡洛法隨機(jī)選取關(guān)節(jié)空間變量組合,然后根據(jù)機(jī)器人正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算出足端坐標(biāo),這些坐標(biāo)值的集合就形成了機(jī)器人足端的工作空間[13].

取機(jī)器人一條腿為研究對(duì)象,根據(jù) D-H法建立坐標(biāo)系,如圖 4所示,表 1為其 D-H參數(shù).

圖4 步行足 D-H坐標(biāo)系示意圖

表 1 步行足D-H參數(shù)表

由機(jī)器人前向運(yùn)動(dòng)學(xué)可知,步行足末端 A在固定坐標(biāo)系 O-xyz中的坐標(biāo)為

在各個(gè)關(guān)節(jié)變量的變化范圍內(nèi),隨機(jī)生成 n組關(guān)節(jié)變量的組合,由式(1)求出其固定坐標(biāo)值,將 n組點(diǎn)同時(shí)顯示出來(lái),就形成了機(jī)器人步行足擺動(dòng)腿的工作空間點(diǎn)云圖.

圖5所示為采用 30 000個(gè)隨機(jī)點(diǎn),取 L1=50mm,L2=100mm,L3=200mm時(shí)步行足工作空間點(diǎn)云圖及其在 xy平面的投影.

圖5 擺動(dòng)步行足工作空間及其 xy面投影

2.2 工作空間大小與關(guān)節(jié)長(zhǎng)度的關(guān)系

機(jī)器蟑螂單腿工作空間的體積大小,直接決定了其躲避障礙和選擇立足點(diǎn)的空間大小.在各個(gè)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角范圍一定的情況下,各個(gè)關(guān)節(jié)桿的長(zhǎng)度比例是影響工作空間大小的主要因素.因此以工作空間體積大小為目標(biāo)合理配置關(guān)節(jié)桿長(zhǎng).

2.2.1 工作空間大小計(jì)算

工作空間點(diǎn)云圖顯示了工作空間的形狀,所得到的是一系列離散的數(shù)據(jù)點(diǎn).其體積大小則需要根據(jù)這些離散點(diǎn),采用微積分的思想求出[12].

具體步驟如下:1)沿 z向,將工作空間等分為 n塊平面片;2)對(duì)每個(gè)平面片,沿 x方向再次等分為 m個(gè)矩形條,用每個(gè)矩形條的面積和來(lái)近似實(shí)際面積;

3)求和得出每個(gè)平面片的面積,與 z向間距相乘后再求和,即可得出工作空間的近似體積.

對(duì)于可能存在的空洞,需要進(jìn)行判斷:將 x方向等分的 m個(gè)矩形長(zhǎng)條中的 y坐標(biāo)進(jìn)行排序,然后判斷相鄰的兩個(gè)值是否相差很大,例如若超過(guò)等分間距的 3倍,即視為空洞,加以剔除.

2.2.2 工作空間大小與關(guān)節(jié)長(zhǎng)度比例的關(guān)系

隨著各個(gè)關(guān)節(jié)桿長(zhǎng)度比例的不同,機(jī)器人步行足工作空間大小在不斷變化,因此,需要選擇合理的長(zhǎng)度比例配置,滿(mǎn)足工作空間最大的原則.

設(shè)機(jī)器人的單腿長(zhǎng)度為 350mm,其中基節(jié)比例為 μ1,股節(jié)比例為 μ2,脛節(jié)則為 1-μ1-μ2.取μ1∈ [0,0.4],μ2∈ [0,0.6],編程計(jì)算關(guān)節(jié)比例和工作空間體積的關(guān)系,結(jié)果如圖 6所示.

圖6 關(guān)節(jié)比例與工作空間體積關(guān)系

可以看出,基節(jié)比例在[0,0.1]之間,股節(jié)比例在[0,0.3]之間時(shí),工作空間體積較大,此時(shí)單腿的靈活性較高.機(jī)器人可以在較大的工作空間內(nèi)自主選擇立足點(diǎn),從而可以更加靈活地適應(yīng)各種復(fù)雜的路面情況.

3 基于軀體靈巧度的參數(shù)優(yōu)化

蟑螂機(jī)器人處于站立或者采用三角步態(tài)行走時(shí),其軀體從機(jī)構(gòu)學(xué)角度看,分別是一個(gè)由 6條、3條支撐腿組成的復(fù)合多變的多支鏈閉環(huán)并聯(lián)機(jī)構(gòu).

運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)該遠(yuǎn)離奇異形位.當(dāng)機(jī)器人接近奇異形位時(shí),其雅克比矩陣為病態(tài)矩陣,逆矩陣精度降低,從而使輸入和輸出運(yùn)動(dòng)間的傳遞失真.

靈巧度就是衡量這種失真程度的指標(biāo),目前對(duì)于靈巧性的考察,主要有雅克比矩陣條件數(shù)、可操作度等指標(biāo).矩陣的條件數(shù)定量的表示矩陣求逆的精度和穩(wěn)定性,因此本文用矩陣條件數(shù)來(lái)表示機(jī)器人的靈巧性.

3.1 仿生蟑螂機(jī)體雅克比矩陣

對(duì)于仿生蟑螂這樣的多支鏈并聯(lián)機(jī)構(gòu),首先要研究其單腿的雅克比矩陣[14-15],建立相應(yīng)的坐標(biāo)系,如圖 7所示.

圖7 仿生蟑螂步行足相關(guān)坐標(biāo)系

從機(jī)體開(kāi)始,單腿依次由一個(gè)球關(guān)節(jié)(與地接觸)和 3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)組成.球關(guān)節(jié)可以看成圖 8所示的 3個(gè)串聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的組合.

圖8 球關(guān)節(jié)簡(jiǎn)化為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)

主運(yùn)動(dòng)副軸線(xiàn)用單位矢量Si表示,相鄰軸線(xiàn)間公法線(xiàn)為單位矢量 a12,a23,…,aij,公法線(xiàn)間沿Si的偏距為 Si,公法線(xiàn)長(zhǎng)度為 aij,公法線(xiàn)間轉(zhuǎn)角為 θj,坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)角為 αij.

機(jī)器人單腿分支關(guān)節(jié)角與仿生蟑螂機(jī)體之間的關(guān)系見(jiàn)下式:

其中

P為機(jī)體重心在分支腿末端坐標(biāo)系中的坐標(biāo),根據(jù)幾何關(guān)系和各個(gè)關(guān)節(jié)桿的長(zhǎng)度,向末端坐標(biāo)系進(jìn)行投影可以獲得.初始時(shí):S1=[0,0,1]T,a12=[cosθ1,sinθ1,0]T.

蟑螂機(jī)器人通常采用三角步態(tài)行走,有三條支撐腿,不妨取 1,3,5腿.在此位姿下,這 3個(gè)分支腿與機(jī)體的運(yùn)動(dòng)關(guān)系分別為

蟑螂機(jī)器人各分支中只有 4,5,6關(guān)節(jié)為主動(dòng)關(guān)節(jié),因此,取出上面各矩陣的 4,5,6行組成:

3.2 基于靈巧度的機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

表 2為采用三足支撐爬行狀態(tài)下仿生蟑螂1,3,5腿的相關(guān)參數(shù).

表 2 仿生蟑螂支撐腿坐標(biāo)系相關(guān)參數(shù)

由式(2)～式(9)可計(jì)算出此位姿下機(jī)器人的雅克比矩陣.在固定的形位下,雅克比矩陣及其條件數(shù)和機(jī)器人的機(jī)構(gòu)尺寸關(guān)系緊密.因此,以雅克比矩陣的條件數(shù)倒數(shù)為靈巧度指標(biāo)優(yōu)化關(guān)節(jié)參數(shù).

采用 Frobenius范數(shù)計(jì)算雅克比矩陣條件數(shù),G表示雅克比矩陣,則靈巧度指標(biāo)為

根據(jù)不同的關(guān)節(jié)長(zhǎng)度比例配置,以 η∈[0,1]為指標(biāo),在 MATLAB中編程計(jì)算出關(guān)節(jié)桿長(zhǎng)和靈巧度的關(guān)系如圖 9所示.

圖9 靈巧度與關(guān)節(jié)長(zhǎng)度比例關(guān)系

可以看出,當(dāng)基節(jié)比例在[0,0.1]之間,股節(jié)比例在[0.3,0.6]之間時(shí),機(jī)器人靈巧度較大,接近奇異形位時(shí),輸入和輸出之間的誤差最小,機(jī)器人可以穩(wěn)定可靠地執(zhí)行運(yùn)動(dòng)命令,整機(jī)運(yùn)動(dòng)性能較高且靈活可靠.

綜合可知,采用橢圓對(duì)稱(chēng)型身體結(jié)構(gòu),基節(jié)桿長(zhǎng)取為單腿總長(zhǎng)的 0.05,股節(jié)比例取為 0.3,脛節(jié)比例為 0.65,蟑螂機(jī)器人單腿和整機(jī)的運(yùn)動(dòng)靈活性和可靠性都比較好,機(jī)器人可以在較大的范圍內(nèi)適應(yīng)復(fù)雜路面情況,靈活選擇合適的立足點(diǎn),同時(shí)能保證較高的運(yùn)動(dòng)精度和可靠性.

4 仿真研究

利用 ADAMS參數(shù)化建模和評(píng)估功能,建立仿生蟑螂機(jī)器人的參數(shù)化模型,通過(guò)試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE,Design Of Experiments)的方法同時(shí)研究基節(jié)和股節(jié)比例變化對(duì)機(jī)器人整體的影響.

采用文獻(xiàn)[9]提出的評(píng)價(jià)指標(biāo)靈活度 F作為試驗(yàn)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)目標(biāo).

式中,Sx,Sy,Sz和 φx,φy,φz分別表示機(jī)器人沿 x,y,z 3個(gè)方向所能移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的最大范圍.

參照文獻(xiàn)[11],利用 ADAMS建立機(jī)器人參數(shù)化模型,見(jiàn)圖 10.將基節(jié)和股節(jié)的比例設(shè)置為參變量,以 F最大化為目標(biāo)進(jìn)行 DOE計(jì)算,計(jì)算結(jié)果圖 11.基節(jié)比例范圍取[0.01,0.2],股節(jié)比例范圍取[0.3,0.5].

圖10 ADAMS中仿生蟑螂機(jī)器人參數(shù)化模型

圖11 ADAMS試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果

可以看出,當(dāng)基節(jié)比例較小時(shí) (圖 11中0.01～0.045),由于容易發(fā)生干涉,F較小;當(dāng)基節(jié)比例為 0.045,股節(jié)比例為 0.3時(shí),F最大,表明此時(shí)機(jī)器人機(jī)體所能運(yùn)動(dòng)的范圍和運(yùn)動(dòng)能力最大;之后隨著基節(jié)和股節(jié)比例的增大,F減小.

仿真結(jié)果表明:在不影響整機(jī)布置和裝配關(guān)系時(shí),取基節(jié)比例 0.045,股節(jié)比例 0.3時(shí),機(jī)器人具有較好的運(yùn)動(dòng)能力和靈活性.這與理論分析中所取的基節(jié)比例 0.05和股節(jié)比例 0.3相一致,從而驗(yàn)證了理論分析的正確性和可行性.

5 結(jié) 論

本文從仿生蟑螂機(jī)器人的機(jī)構(gòu)學(xué)特點(diǎn)出發(fā),選擇采用橢圓形身體布局,基于運(yùn)動(dòng)靈活性分別以單腿的工作空間和整機(jī)的雅克比矩陣條件數(shù)倒數(shù)作為靈巧度目標(biāo),對(duì)其機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,確定了各個(gè)關(guān)節(jié)桿長(zhǎng)的最優(yōu)配置.并通過(guò) ADASMS仿真模型,進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)計(jì),結(jié)果表明優(yōu)化后的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能良好,運(yùn)動(dòng)靈活,與理論分析吻合,驗(yàn)證了優(yōu)化配置的可行性和正確性,為其他六足機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)和控制等進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ).

References)

[1]Bai Shaoping,Low K H,Guo Weimiao.Kinematographic experimentson legmovements and body trajectoriesof cockroach walking on diffent terrain[C]//Proc of IEEE Inter Conf on Robotics and Automation.San Francisco:IEEE,2000:2605-2610

[2]Chen Weihai,Yang Guilin,Ho E H L,et al.Interactive motion controlofmodular reconfigurablemanipulators[C]//Inter Conf on Intelligent Robots and Systems.Las Vegas:IEEE,2003:1620-1625

[3]Gosselin CM,Angeles J.The optimum kinematic design ofa planar 3-DOF parallelmanipulators[J].ASME Journal of Mechanical Design,1998,110(1):35-40

[4]Gosselin C M,Angeles J.A global performance index for the kinematic optimization of robotic manipulators[J].ASME Journal of Mechanical Design,1991,113(3):220-226

[5]Kumar V.Characterization of workspacesofparallelmanipulators[J].ASME Journalof Mechanical Design,1992,114(3):368-375

[6]Xu Qingsong,Li Yangmin.K inematic analysis and optimization of a new compliant parallel Micromanipulator[J].Inter Journal of Advanced Robotic Systems,2006,3(4):351-358

[7]Kircanski M.Kinematic isotropy and optimal kinematic design of planar manipulators and a 3-DOF spatial manipulator[J].International Journal of Robotic Research,1996,15(1):61-77

[8]唐粲,贠超,欒勝.一種新型醫(yī)療機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)及靈活性分析[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào),2005,31(7):748-752 Tang Can,Yun Chao,Luan Sheng.Analysis of kinematics and dexterity for new surgery robot[J].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2005,31(7):748-752(in Chinese)

[9]趙鐵石,趙永生,黃真.仿蟹步行機(jī)構(gòu)模型靈活度分析 [J].中國(guó)機(jī)械工程,1998,9(3):52-54 Zhao Tieshi,Zhao Yongsheng,Huang Zhen.The flexibility of walking machine imitating a crab[J].China Mechanical Engineering,1998,9(3):52-54(in Chinese)

[10]韓寶玲,王秋麗,羅慶生.六足仿生步行機(jī)器人足端工作空間和靈活度研究 [J].機(jī)械設(shè)計(jì)與研究,2006,22(4):10-12 Han Baoling,Wang Qiuli,Luo Qingsheng.Mechanical optimization and analyses of hex apod walking bio-robot[J].Machine Design and Research,2006,22(4):10-12(in Chinese)

[11]羅慶生,韓寶玲.現(xiàn)代仿生機(jī)器人設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008:48-60 Luo Qingsheng,Han Baoling.The design ofmodern bionic robot[M].Beijing:Publish House of Electronics Industry,2008:48-60(in Chinese)

[12]曹毅.顯微外科手術(shù)機(jī)器人工作空間分析與綜合[D].天津:天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,2004 Cao Yi.Workspace analysisand synthesis ofmicrosurgical robot[D].Tianjing:School ofMechanical Engineering,TianjingUniversity,2004(in Chinese)

[13]張明.機(jī)器人工作空間仿真研究 [J].現(xiàn)代機(jī)械,2000(4):38-39 Zhang Ming.The simulation research of robot workspace[J].Modern Machinery,2000(4):38-39(in Chinese)

[14]黃真,孔令富,方躍法.并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)理論及控制[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997:91-103 Huang Zhen,Kong Lingfu,Fang Yuefa.Theory and control of mechanism for parallel robotics[M].Beijing:China Machine Press,1997:91-108(in Chinese)

[15]孫磊.仿生機(jī)器蟹原理樣機(jī)的研究[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2005 Sun Lei.Research on theprototype of crab-like robot[D].Harbin:College of Mechanical and Electrical Engineering,Harbin Engineering University,2005(in Chinese)

(編 輯 :李 晶)

Mechanism optimization of bionic cock roach robot based on locomotion dexterity

Zhang Jianbin Song Ronggui Chen Weihai Zhang Guangping

(School of Mechanical Engineering and Automation,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing 100191,China)

The oval body con figuration based on the characteristic of mechanism and the locomotion dexterity ofa bionic cockroach robot was chosen.The workspace of a single leg and the dexterity denoted by the reciprocal of condition number of the whole body's Jacobian matrix were used to optimize and configure the parameters of mechanism.The optimal length ratios of links were decided via dexterity and reliability.The parameterization simulation model was built in ADAMS.Simulation result according with the analysis by theory indicates that the optimization and con figuration are correct and suitable.This method provides a basis for the development of actual pro to and the control of bionic cockroach robot.It also can be referable for the design of other hexapod robots.

bionic cockroach robot;dexterity;optimization;Jacobian matrix

TP 242

A

1001-5965(2010)05-0513-05

2009-06-15

國(guó)家 863計(jì)劃資助項(xiàng)目(2008AA 04Z210);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(60775059);北京市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(3093021)

張建斌(1960-),男,江西萍鄉(xiāng)人,教授,jbzhang@buaa.edu.cn.