仿生尺蠖机器人的机构设计及仿真

通过研究多种爬杆机器人的机构特点和性能,并观察分析节肢动物尺蠖行进步态的变化规律,确定了采用两套复合曲柄滑块机构和两套夹紧机构,模拟尺蠖沿杆体向上蠕动爬行的机构运动方案。利用软件CATIA建立了仿生机器人的三维机构模型,并在软件MSC Sim Designer for CATIA V5中设置了仿生机器人各机构类型和参数等。采用step函数控制两套曲柄机构和锁紧机构的顺序运动,通过分析得到了尺蠖机器人的运动规律和动画,验证了机构方案的可行性。     

仿生水下机器人传动机构的设计与仿真

参照鱼类的外形特点对仿生水下机器人进行了设计和建模,同时根据鱼类推进鳍的特点研发出一种全新、节能、高效的推进装置;运用具有急回运动特性的曲柄摇杆机构将舵机的连续转动转换为推进鳍的前后摆动;结合现代虚拟样机设计技术进行本仿生水下机器人的设计研发:利用Matlab技术对曲柄摇杆机构进行优化分析和设计,运用Adams对曲柄摇杆机构进行运动分析,同时验证了基于Matlab优化设计的结果;目前,已经将仿生水下机器人加工组装完毕,同时完成了下水试验,证实了前期设计的合理性。     

仿生推进装置翼盘变速运动的数值模拟研究

根据仿生推进装置运动的特点,考虑推进翼盘推进过程中运动速度的变化,运用FLUENT软件,通过自定义非定常入口边界实现推进翼盘在变速运动中的三维流场数值模拟,得到了速度、压强、阻力等流场参数.绘制出不同驱动速度下翼盘的推进力曲线,并分析了负推进力产生的原因.所得结论为仿生推进装置的优化提供了理论参考依据.     

正曲柄滑块机构运动特性及其误差分析

本文介绍利用常用的解析法，结合座标图示，对正曲柄滑块机构进行了运动特性分析，讨论了关于滑块位移的理论误差。并运用卡丹圆性质概述了λ＝１这一特殊情况下滑块运动特性。     

曲柄滑块机构的运动特性分析及仿真实现

论述了曲柄滑块机构的运动特性,得出滑块的位移、速度及加速度的精确运动表达式.应用一简单例子,求出曲柄在不用位置时,滑块的运动变化情况.同时基于UG的运动仿真,用图表形式反映滑块的运动规律,并用电子表格求出滑块的最大速度和最大加速度的值,为机构的动办分析和优化设计提供参考依据.     

管道爬行机器人机构设计

采用对称分布的两组曲柄滑块机构,设计了管道爬行机器人机构,既保持了机构的对称性,又增加了滑块的移动距离。其防逆方法采用楔形块挤压自锁。该机构成功地解决了管道爬行机器人的双向自锁和双向移动问题。采用棘轮机构对曲柄实施单向运动控制,通过电机的正转和反转来控制机器人的前进和倒退,使机器人能在管道内平稳移动。     

尾鳍推进式水上自行车设计

介绍一种基于鲹科鱼类推进机理的水上自行车,主要结构由减速齿轮传动机构、曲柄滑块摇杆机构、方向指示针、支撑体和尾鳍组成。通过对相关机构运动学分析并运用ADAMS对其进行运动仿真,得出该设计机构能够满足设计要求。以上机构能使鱼尾摆动和暂停实现前进和转弯,机动性较好且省力效果显著。     

曲柄滑块机构中偏距对滑块特性影响研究

曲柄滑块机构广泛应用在多种机械中,不同偏距对滑块的运动具有一定影响,文章在理论分析的基础上,利用ANSYS软件建立了曲柄滑块机构的模型,通过对比不同偏距下输出的位移图、速度图和加速度图,分析得出滑块的运动特性,并验证理论分析结果。结果表明偏距对滑块加速度的影响较大,正偏距时有急进特性,负偏距是则有急回特性。     

基于Pro/E的发动机曲柄滑块机构的运动仿真分析

阐述了单活塞发动机的工作原理,研究了在Pro/E软件环境中建立曲柄滑块机构模型,并可动态地进行曲柄滑块机构的运动仿真分析.以实例验证了参数化设计的曲柄滑块机构在计算机中虚拟装配完成之后的运动学仿真结果,可以快速完成机构设计的同时还能对所设计结果进行初步检验,节省了传统样机试验所需的时间、人力和财力.     

3-RRR+(S-P)人形机器人仿生肩关节主参数设计及其工作空间分析

通过实验测量得到人体肩关节的运动空间。依据结构仿生原则,对比人体肱骨结构参数,将3-RRR+(S-P)人形机器人仿生肩关节的输出偏置角定为45°,并通过坐标变换得到其安全工作空间。依据空间一致性原则,对比人体肩关节的运动空间,确定仿生肩关节定平台在“人体”中的安装位姿角,使仿生肩关节相对于“人体”的安全工作空间与人体肩关节运动空间的中心位置（对称轴线）重合,从而设计完成3-RRR+(S-P)人形机器人仿生肩关节。最后,建立3-RRR+(S-P)人形机器人仿生肩关节与人体肩关节的空间映射关系。     

汽车设计中的仿生设计研究

文中简要论述了仿生设计方法,指出汽车造型设计运用这一方法的理论依据,并列举部分典型事例加以论证,仿生设计方法对于发展工业设计,发展山西的经济具有重要的作用。     

一种大负载搬运机械手的设计研究

大负载搬运机械手在装备制造、工业生产等领域有广泛的应用需求.本文设计了一种新型的具有自适应抓持能力的大负载搬运机械手,对机械手的方案选型、关键部件的强度校核进行了具体的分析和研究.     

仿生支架力学性能测试与分析

仿生支架可以采用CAD建模方法设计内部结构,并采用快速成形加工制备仿生支架实体。仿生支架必须保证其结构形状和力学性能,其中力学性能与内部单元的排列方式和尺寸有关,通常采用的排列方式包括0/90°排列方式、0/60°/120°排列方式及两两相交排列。通过力学试验证明:增大内部单元尺寸可以提高力学性能;在不同的排列方式中,0/90°排列方式的仿生支架具有较高的抗压性能,同时,承受压力的方向同样影响仿生支架的力学性能,在X方向和Y方向,仿生支架具有较高的压力承受能力;在支架受到外界压力作用时,支架的应力一应变不是均匀变化的,而是由4个不同的阶段构成。     

仿生机器鱼系统设计研究

介绍了鱼类推进理论及仿生机器鱼的系统设计研究,重点叙述了机器鱼系统设计中的机械结构设计、硬件电路设计和软件设计.     

新型过约束球面并联式关节机构仿生设计

以3-RRR三自由度球面并联机构为原型,在其静力学及刚度特性分析基础之上,从仿生学角度出发,采用植入中心球面副的方式,提出了两种改进的可应用于人形机器人肩关节、髋关节的过约束四支链仿生关节机构,并实现了静力全部或部分卸载及刚度均衡。对引入的机构中心球面副进行结构改进,大幅扩大了机构实际工作空间。新型仿生关节机构的提出及其结构设计对人形机器人关节的研制具有理论指导意义和实际应用价值。     

仿生耐磨设计的研究现状及展望

介绍了提高仿生耐磨的润滑、表面几何形态、材质和结构等几种主要因素,从功能方面介绍了仿生金属材料、仿生陶瓷材料和仿生复合材料,阐述了仿生耐磨技术的概念以及目前国内外仿生耐磨技术的研究进展.此外,介绍了仿生耐磨技术在工农业方面的一些应用,指出了当前仿生耐磨的一些关键科学问题,并对今后的研究进行了展望.     

仿鱼鳞的减阻表面设计

基于对鱼鳞减阻原理的分析,讨论了不同鱼类表面的牺牲性粘液减阻、表面切向流减阻两种原理;提出了针对不同粘度介质中的运动物体,应采用相应的减阻表面设计;分析了鱼鳞的结构布置与几何曲线,提出了模仿鱼鳞原理与结构进行减阻表面仿生设计的方法,这对在水和其它流体中运动的机械表面减阻设计具有指导意义。     

3-P_CSS/S球面并联肩关节机构优化与仿生设计

以实现人体肩关节结构和功能仿生为目标,提出以3-PCSS/S(PC表示具有环形导轨的移动副,S为球面副)球面并联机构为仿生肩关节的原型机构,并针对其开展机构优化与仿生设计。将具有环形导轨的移动副PC等价为转动副,进行机构的位置反解并求解其运动雅可比。应用遗传算法,依据所确定的姿态工作空间约束条件,以机构姿态工作空间的点数为优化目标,对机构尺寸参数进行全局优化;提出偏置设计以扩大机构输出转角范围,提高肩关节的灵活度。研究工作对人形机器人肩关节实体仿生设计及其研制具有理论指导意义和工程应用价值。     

一种仿生机器鱼尾鳍推进机构的设计

通过对曲柄摇块机构的改进,设计了一种新型的仿生机器鱼尾鳍推进机构。利用Pro/E运动学仿真模块及ANSYS软件,给出了该机构实现直线游动的条件,以及实现转弯运动的3种不同方式及其适用场合。在此基础上,指出了仿生机构实现多种模态的直线游动和转弯动作的控制策略。仿真结果表明:运动过程中机构质心变化范围很小,同时惯性力对动态平衡影响也很小,从而验证了所设计结构的合理性。