针对串联、并联两种基础构型在性能上对偶互补而不能综合发挥的问题,引入运动分岔机构,提出一种可实现串并联切换的全新混联构型,并以此设计了一款可重构双操作模式机械臂。介绍机械臂的结构组成,分析可重构臂部各构型下的自由度,运用旋量理论分析3-RSR/S并联基座的自由度特性。通过对臂部邻接构型约束螺旋系的对比,进行可行性分析。根据臂部不同模式下的运动特性,基于中枢模式发生器(CPG)的控制理论,可实现臂部的多模式控制和模式切换;通过仿真实验对臂部模式切换可行性进行验证,结果表明,设计方案合理可行,并进一步完成了实物样机模型的设计。该新构型是复杂先进装备创新研制方面的新尝试,可推广至工位性质较多的特殊工况作业。

为适应多重复杂地形环境的需求,提出了一种新型的具有行走、变形和滚动能力的可重构多模式移动机器人,该机器人可以根据地形改变不同的运动模式,提高了对非结构化地形的运动适应性。利用螺旋理论找出机构在各运动模式下的奇异位,并对机构在各运动模式下移动可行性进行分析。运用ADAMS软件对多重特征地形进行了仿真试验,结果表明,该机构在步态、稳定性、多环境适应能力等方面有明显的优势,最后样机试验也验证了各运动模式的可行性。