第四届全国大学生机械创新设计大赛作品---基于张拉结构的步行机器人

基于张拉结构的步行机器人

作品类别： 破障类

张拉结构，最早用于建筑行业上，是一种非线性变化的，需要预应力支持的可变化刚度的柔性结构。我们的思想，是让这样的结构动起来，使其具有运动功能，成为一种新型的机器人。

我们利用的是张拉结构中简单的一种形式，即正3棱柱结构，如右图所示。选用的材料是普通的杆件和绳索。利用杆件和绳索的相互作用使得张拉体能够站立和自适应的变形 。 当使用舵机驱动时，可以改变绳索的长度，从而带动整个结构的自适应变形，实现力和位移的变化，达到我们预定的路径，再根据一定的控制算法，实现张拉结构的步态最优化。

1. 与传统机器人相比，所使用的材料和所需的结构更加简单，因此对材料的加工及工艺要求较低，从而缩短了加工周期，提高了成本效益；

2. 采用特殊的线驱动和线控制，实现了杆和索的一级连接，减少了传动过程中的沿途能量损失，提高了驱动能效，节约了动力能源，符合现今提倡的绿色工程；

3. 具有很好的自适应调节能力，可以在比较恶劣的环境下依然保持良好的机械力学性能，因此提高了自身的鲁棒性以及对环境的适应能力。