多移动机器人协同模式及其倾翻稳定性研究

针对山地果园单个移动机器人爬坡能力不足及稳定性差等问题，提出了一种多移动机器人协同操作的方法。在原有六足机器人结构的基础上增加了用于多机协同操作的连接件，得到了用于多机协同操作的机器人单体。将3个六足机器人单体通过协同操作得到了3种典型协同模式：串行模式、并行模式、三角模式。最后采用稳定锥法对足式移动机器人系统的单体模式及3种典型协同模式在6种典型地形情况下的静态、动态稳定性分别进行了分析。理论分析及仿真实验结果表明：3种典型协同模式间可进行两两切换；在6种典型地形情况下，通过多机协同操作及协同模式切换的方式可提高足式机器人系统的稳定性。     

针对久坐人群保健办公椅的设计及位置分析

以人机工程学原理与方法为依据,分析了人体腰关节的结构及运动特性;结合一种四杆运动限定机构,提出了一种能实现人体腰关节运动且具有运动分岔性的三转动混联机构的保健办公椅;并对其进行操作模式分析。结果表明,机构处于分岔奇异点时动平台瞬时自由度为3,此时采用冗余驱动的方法可将三转动模式转为两转动模式。最后,推导了混联机构在不同操作模式时的位置正解分析方程,结果证明,该机构具有完全解耦性。     

一种圆柱面平移和一转动并联机构的设计与分析

基于方位特征集（POC集）的并联机构拓扑设计理论与方法,设计了一种新型3自由度（DOF）的具有圆柱面平移和一转动（2T1R）的并联机构,并且对该机构进行了拓扑特性分析。主要包括：方位特征集、自由度和耦合度计算;对机构进行运动学分析,求解机构位置的正逆解,并对该机构进行了数值验证;基于机构位置的正逆解方程,分析了机构的工作空间及转动能力。为该机构后续的尺度优化、误差分析及动力学分析奠定了基础。     

弯曲平移机构运动特征描述与分析方法研究

针对弯曲平移机构缺少运动特征描述模型和运算规则等问题,提出了适用于弯曲平移机构的运动特征描述与分析方法。首先归纳总结了刚体运动特征的组成要素,研究了弯曲平移运动的形成机理,并在此基础上提出了描述刚体平移运动整体特征的相关概念。其次借鉴内蕴几何的基本思想,建立了可表达弯曲平移特征的描述模型,随后分析制定了相应的运动特征求并和求交运算规则,并且给出了求交运算中并联机构动平台旋转轴存在性的两条判定准则。最后基于弯曲平移特征描述模型和运动特征运算规则,采用递归算法提出了便于程序化处理的运动特征分析方法,并结合具体实例论证了该方法的有效性。研究结果有利于促进机构拓扑结构分析与综合理论的完善和深化。     

基于水波法的并联机构的工作空间分析与参数优化研究

提出一种基于混沌映射算法的水波法来实现平面并联机构工作空间的快速搜索,以3-RRR平面机器人为例对其可达工作空间、定姿态工作空间、灵活工作空间进行了分析,定义了一个评价转动能力指标来分析机构在可达工作空间内的转动能力,并通过MATLAB实现可视化绘图,直观地描述了转动能力在工作空间内的分布情况。最后通过遗传算法对机构进行尺度优化,有效提高了机构的转动能力。     

基于单开链单元的三转动并联机构型综合及其分类

以单开链为单元,基于方位特征(POC)集理论,对三转动并联机构进行了型综合,给出了三转动输出并联机构型综合的一般步骤和具体实例。基于该理论方法得到了48种三转动输出并联机构,包括以前设计出的一些机构和部分新机构,并根据拓扑结构特征对其进行了分析和分类。     

并联腿六足农业机器人运动学与仿真分析

针对行走腿为串联结构及平面多连杆结构的六足机器人承载能力差、运动误差大等问题,提出了一种一平移两转动(1T2R)并联腿六足农业机器人机构.首先,对并联腿机构的运动学位置、速度、加速度进行了分析.其次,基于结构约束条件,对其工作空间进行了分析.最后,对六足农业机器人机构进行了三维建模及仿真分析.理论分析及仿真结果表明:该并联腿机构运动学位置正逆解方程均可解析求解,正解方程最多具有4组解.该机构具有部分运动输入-输出解耦性,控制方便.该并联腿机构工作空间大,由多个球冠组成.该六足机器人机构无需转弯即能实现前后、左右移动,运动平稳,机构设计合理,适合作为农业机器人行走机构使用.     

一类新型5自由度解耦并联机器人机构及位置分析

基于单开链结构原理和拓扑结构控制解耦准则,提出一类新型三平移两转动并联机器人机构,该机构能够实现拓扑控制完全解耦,从而显著简化其控制问题。另外,对该机构进行必要的结构分析和位置分析,为该类新型机器人机构的推广应用提供参考。     

基于方位特征集的两平移两转动并联机构拓扑结构综合与分类

基于方位特征集(POC)的并联机器人结构综合的一般方法,全面系统地对两平移两转动的并联机器人机构进行了结构综合,先对包含有两平移两转动输出的单开链支路进行综合,然后按单开链支路类型对设计的两平移两转动并联机器人进行分类,得到的机型中包括一些以前设计出的机型和部分新的机型。