4 运动学仿真研究
连续型机器人相关参数为：直径为12mm，总长度为300mm，分为两节，每节长度均为150mm，在其驱动线所在分度圆的直径为10mm。在初始状态时，连续型机器人的旋转角度、弯曲角度以及各驱动线的变化量均为0，机器人末端坐标为[0，0，150]。在弯曲角庋为[0，π]，旋转角度为[0，2π]的运动范围内，令采样次数s=60，在Matlab下编程，根据本文所提出的单关节运动学算法，对无约束情况下单关节的运动进行仿真，得出各驱动线长度变化曲线和末端位置变化曲线分别如图6、7所示。
图6 单关节无约束时各驱动线长度变化曲线
图7 单关节无约束时末端位置变化曲线
由于线驱动连续型机器人结构的特殊性，第1关节与第2关节之间存在着耦合关系。当连续型机器人第1关节单独运动时，为消除第1关节的运动对第2关节造成的耦合影响，须同时改变第1关节的各驱动线的长度。连续型机器人第1关节单独运动时，为消除两关节的耦合影响，采用线驱动连续型机器人多关节解耦运动学对第1关节进行分析，得到的各驱动线长度变化曲线如图8所示。
图8 单关节有约束时各驱动线长度变化曲线
线驱动连续型机器人两关节联合运动时，第2关节的运动是其自身运动与对第1关节解耦合运动的叠加。当第1关节弯曲角度运动范围为[0，π]，旋转角度运动范围为[0，2π]；第2关节弯曲角度运动范围为[π，0]，旋转角度运动范围为[0，2π]时，对两关节各驱动线的长度变化与末端位置变化进行仿真，分别得到图9、10所示的变化曲线。
图9 两关节联合运动各驱动线长度变化曲线
图10 两关节联合运动末端位置变化曲线
