连续型机器人运动学的平面圆弧法建模与实验研究

针对当前连续型机器人的运动学逆解求解复杂、低效这一问题，提出了一种基于平面圆弧法的运动学建模方法，其具有运动学逆解求解简单、高效的特点。利用该方法在平面内拟合连续型机器人的弯曲运动形状，建立其运动学模型，分析其驱动空间、关节空间和操作空间的映射关系，并描述其工作空间。分析连续型机器人在平面内弯曲形状的几何约束，建立关节空间变量之间的数学关系，降低求解复杂逆运动学问题的难度。对机器人末端执行器的位置和驱动线长度变化曲线进行仿真分析，求解逆运动学的有效解，并研制原理样机进行样机实验，实验表明该运动学模型的正确性以及逆运动学求解方法的有效性。     

电刷镀镍对30Cr13钢耐腐蚀和力学性能的影响

在30Cr13钢表面电刷镀镍以实现对钢构件的快速修复。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)考察了电刷镀镍层的表面形貌和元素分布。通过动电位极化曲线测试、洛氏硬度测量及摩擦磨损试验对比了30Cr13钢电刷镀镍层前后的耐腐蚀性能和力学性能。结果表明，电刷镀镍层表面呈胞状结构，厚度可达20μm，与基体结合良好。与30Cr13钢基体相比，电刷镀镍层的腐蚀电位更正，腐蚀电流密度降低了1个数量级，即耐腐蚀性能更好。30Cr13钢和电刷镀镍层的洛氏硬度分别为34.09 HRC和45.72 HRC，电刷镀镍层的耐磨性比30Cr13钢好。     

适应于水下抓取作业柔性臂的设计与试验研究

传统关节式水下作业机械臂存在作业灵活性受限、控制复杂等不足，为此，文中提出并研发了一种适应于水下作业、柔索驱动的柔性机械臂。通过采用对角线耦合轮系驱动，实现了一个电机控制两根驱动钢丝，并减少实际所需电机的数量；采用几何分析法建立了柔性臂驱动绳长、关节弯曲角度与末端位姿的运动学关系，并建立柔性臂运动学模型；采用MATLAB软件进行手臂运动仿真，得到柔性臂的仿真姿态与工作空间；通过ADAMS软件对柔性臂进行运动仿真，验证了算法的可行性，确定了手臂关节的最优尺寸。制造出实物样机，对其手臂动作灵活性、柔顺性进行测试，完成了气密性试验和水密性试验，并成功在水下环境对目标物进行抓取，验证了柔性臂机械系统结构的可靠性和可行性。该柔性臂不仅能满足水下环境抓取作业需求，还可以应用于各种受限空间、危险场景的抓取和检测作业。     

多旋翼清洗无人机在屋顶类分布式光伏电站的应用研究

分布式光伏电站多建设在建筑物屋顶等高处，人工巡检和清洗比较困难，存在劳动力成本大、安全风险高等问题。对多旋翼清洗无人机清洗技术的研究现状进行了分析，研究了可用于建筑物屋顶、车棚顶棚等屋顶类分布式光伏电站光伏组件清洗作业的多旋翼清洗无人机的关键技术，并对此类清洗无人机的应用进行了列举与前景展望。研究结果显示：对于1 MW屋顶类分布式光伏电站的清洗任务，多旋翼清洗无人机的清洗效率是人工清洗的40多倍，耗水量只有人工清洗的1/10，成本仅是人工清洗的1/3左右，除尘率超过90%，具有得天独厚的清洗优势，是解决屋顶类分布式光伏电站运维难题的有效手段，应用前景良好。