基于运动约束的拖挂式自行车机构自由度数分析

为解决现有两轮自行车机构负载能力不足的问题,通过u形块挂接一组以上挂接车架和车轮的新型自行车机构,研发提出一种以自行车为牵引车,为了解这种具有约束区域无限制的机构是否需要无限控制量的问题,对系统进行了自由度分析。采用广义数学归纳法和传统G-K法相结合,对挂接k+1节的自行车机构进行自由度计算;对于计算中的运动约束数量,采用相对运动原理寻找系统的运动约束方程。计算结果表明,多节拖挂式自行车机构自由度与挂接车节数的数量无关,始终为3。虚拟样机仿真和物理样机实验结果均表明,运动约束关系曲线的计算值与测量值基本一致,验证了运动约束分析与机构自由度计算的准确性。

拖挂式自行车机器人机构设计与非完整约束分析

负载能力是评测自行车机器人机构性能的1个重要指标,针对现有的两轮自行车机器人机构负载能力不足的问题,提出1种由两轮自行车（牵引车）和单轮挂接车构成的新型自行车机器人机构,重点对机构的非完整约束特性进行研究。以车轮纯滚动为基础,结合相对运动原理分析系统的运动约束特性,结果发现牵引车驱动速度与挂接车速度存在着一定的函数关系。通过物理样机骑行试验的方法,给出系统相关运动变量关系的验证算例。所得结果表明,约束计算得到的变量曲线和测量得到的变量曲线基本一致,验证了非完整约束分析的可靠性。研究结果可为该新型自行车机器人机构的动力学建模和驱动优化设计提供理论参考。