基于两杆张拉整体结构的可展机构设计

根据平面两杆张拉整体结构的特点,建立了可展机构单元的结构简化模型.在此基础上,以简化的平面两杆张拉整体结构作为可展单元提出了一种可展机构.利用最小势能法对两杆张拉整体结构进行找形分析,给出了可展单元中的几何尺寸关系.对确定尺寸的可展机构进行运动学分析,通过ADAMS仿真软件对可展机构进行运动学仿真,将理论计算与仿真结构进行对比,以验证结构的合理性.最后,设计制造了可展机构模型,并进行实物展开实验,验证了模型展开与收拢过程的有效性.     

基于张拉整体结构的变径步行轮结构设计

为克服普通车轮结构在非结构化地形上越障能力和腿式机器人在结构化地形上移动速度方面的不足,基于张拉整体结构自适应、自稳定、柔性的结构优势,提出一种创新型张拉变径步行轮式结构。通过分析两杆三索平面张拉整体结构,设计出该变径步行轮的基本张拉步行单元,结合最小势能原理对张拉变径步行单元进行运动学分析,利用Matlab得出步行轮结构参数和张拉变径步行轮展收比。在此基础上,通过张拉变径步行轮展收比最优原则确定步行轮轮毂结构和传动限位机构,利用Catia软件建立张拉变径步行轮的结构模型;构建Adams步行轮构仿真模型,确定张拉变径步行轮的运动姿态特征并进行运动学仿真模拟分析,得到张拉变径步行轮半径随时间变化规律。仿真结果表明,设计出的张拉变径步行轮能够实现在不同环境下稳定行走,可以在轮式模式和步行模式中进行模式转换,从而证明了提出方法的有效性和理论模型的正确性。     

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。     

八足蜘蛛仿生机器人的设计与实现

在自然界中,蜘蛛因其独特的爬行机制可以在垂直的墙壁甚至倒立在天化板上行走。文章介绍了一个运用仿生学原理设计制作的八足蜘蛛仿生机器人系统。基于这种机器人功能和结构的特点,设计出了相应的机械结构、电路及控制程序。目前该机器人已经可以在平地上进行爬行,为进一步研究爬壁机器人提供了一个基础测试平台。     

仿生踝关节及其绳索传动机构的设计与实现

根据人体生理踝关节的结构特点,设计了一种具有空间斜交叉轴的仿生踝关节装置。该装置有小腿关节、踝关节和距下关节3个自由度。为减小踝部质量,将踝关节和距下关节的驱动电机安装在大腿上,采用绳索绕过膝关节传动至踝与距下关节,并将绳索在轮上固定,以达到限制各关节转动角度的目的。运用D-H坐标表示方法,通过仿真,计算分析了该机构的运动姿态空间,并与人体足部相关姿态参数进行了比较。表明该机构能够实现类似于人体生理踝部关节的运动功能。该机构可用在仿人机器人领域,也可为人体踝关节运动特性的研究提供参考。     

仿生与走行机构设计

模仿生物体的各种运动,运用机构设计和力学原理,研究在各种不同环境中工作的走行机构,是仿生机构的重要应用领域.本文以生物体的运动方式为分析对象,通过研究生物体的走行运动机理,分析仿生学研究与走行机构设计的关系,为走行机构的仿生设计提供帮助.     

仿生鱼尾鳍推进并联机构设计

仿生尾鳍推进水下机器人的核心问题之一是推进机构的设计及其运动控制,而如何减小推进机构的体积,实现对鱼类尾鳍典型运动的精确模拟是其中的关键因素.提出一种新结构形式的两关节并联仿生尾鳍推进机构.基于该推进机构的简化模型,分析组成机构各杆件的运动规律,以及拍动中位角和各连杆长度之间的关系,对推进机构所占空间进行对比分析.提出转弯性能和机构奇异点对推进机构各杆件的约束条件.结果表明该并联结构方式可以实现转向,也减小推进机构占用空间.针对典型参数,对尾鳍机构进行运动仿真,结果肯定设计的合理性,为水下仿生机器人的尾鳍推进机构提供一种设计方案.     

一种新型的多足仿生机器人的机构设计与研究

提出一种新型的多足仿生机器人的运动机构,该机构具有运动灵活,自由度少的特点.利用D-H矩阵对该机构基本运动单元的运动学进行了理论分析,给出了运动学方程.基于虚拟样机技术对该运动学方程进行了仿真验证,结果表明运动学方程是正确的.建立了这种新型的多足仿生机器人的虚拟样机,并对其进行了虚拟样机的仿真研究.制作出了简易的一对足的实物试验机构.     

仿生四足机器人的结构与步态分析

介绍了仿生四足机器人的整机结构和单腿结构.在此基础上,对仿生四足机器人进行了运动学分析、直线行走步态分析与定点转弯步态分析,并进行了样机步态测试.     

40 m天线换馈机构结构设计及有限元分析

文中根据某40 m天线实际工程需要设计了一种新型换馈机构.该换馈机构结构简单,易于操作,在换馈驱动单元驱动下,馈源绕旋转轴旋转实现换馈.在换馈机构工作过程中,工况复杂多变.由于换馈角度较小,时间要求相对较长,馈源摆动角速度和角加速度都非常小,因此可以用静力学方法对其进行研究.利用ANSYS对该换馈机构进行结构建模、计算和分析,得出在多种复杂工况下,该换馈机构能够满足馈源对其结构强度和刚度的要求.该换馈机构可使天线的制造成本降低,使用率提高.     

八索立式储罐并联机器人设计及性能优化

针对石油化工行业中广泛应用的大型立式储罐检修任务,传统的脚手架、导轨及爬壁机器人等工作平台存在拆装困难、结构复杂或运行速度较低等缺点,有效载荷能力和工作效率受限制。索并联机构具有工作空间大、承载能力强、模块化等优点,在大型立式储罐的检修领域极具应用潜力。提出一种采用四根支撑杆的八索驱动并联机器人工作平台及出索点位置可调的模块化支撑杆设计;建立了索并联机构的运动学模型和平面简化模型,分析机构参数对其工作空间的影响,并针对20 m口径典型立式储罐给出了优化结构参数;结合索牵引并联机器人的工作平台沿不同轨迹运动时索长、索力变化分析,确定了运动规划时优选运动轨迹。     

基于Inventor的三自由度运动机构设计及仿真

通过对三自由度并联机构的研究分析，提出了一种新型三自由度串联机构，降低了生产成本和控制难度，借助Inventor相应的功能模块，对机构进行了快速建模、运动仿真及有限元分析，保证了机构设计的正确性、合理性和可靠性，提高了工作效率。     

基于Auto CAD的机构设计与分析的研究

在应用AutoCAD的基础上，研究了机构设计及运动分析的图解法。结果表明其分析和设计的精度与解析法的精度相同，为AutoCAD在机构分析和设计中的应用提供了启示。     

基于Pro／MECHANICA Motion的四足步行机构运动仿真研究与优化

探讨了四足步行机构的行走问题。在Pro／MECHANICA Motion环境下对单腿八连杆机构进行了运动仿真，并且以机构的受力最佳为优化目标，建立了满足约束要求的数学模型，求出了满足结构的杆件参数。     

基于Pro／E的新型爬缆机构设计与分析

针对现有爬缆机构进行深入分析,提出了一种能实现蠕动上升和连续滚动下降的爬缆机构。运用Pro／E软件,对方案进行虚拟样机设计和动力学分析。     

螺旋驱动机构升降工作台的设计

考虑到容易升降、方便操作、搬运灵活等特性,利用螺旋驱动机构和X型支杆组合设计一种全新的升降平台。主要针对升降工作台的结构设计、运动分析和电气控制进行详细阐述,为制造此类升降机提供了设计方案依据,具有较好的推广价值。     

基于单开链的纯转动三自由度并联机器人机型设计方法

基于有序单开链理论与方法，提出了三自由度的动平台可实现三个方向转动的并联机构机型设计方法和过程；给出静平台上以三个转动副或移动副为主动驱动且具有某些拓扑对称性的7种基本机型；按照基本回路的过约束性、机构耦合度、运动输入一输出控制解耦性、拓扑对称性等特性，对所得到纯转动三自由度并联机构进行分类，依不同设计要求，推荐优选机型。     

基于两杆三索张拉整体结构的可变径柔性步行轮设计

为发挥轮式机器人移动速度快和腿式机器人机动性能强的优势,提出一种可实现轮式和腿式切换的新型张拉变径步行轮。通过对两杆三索平面张拉整体结构中拉压构件的等效替换,提出了一种新型张拉整体结构。在此基础上,给出了张拉变径步行轮的基本单元结构、单元连接方法和最优轮毂数。为克服由于自由度多导致刚性差的缺点,给出了张拉变径步行轮自由度约束的方法和弹性构件等效集成方式,从而使得张拉变径步行轮装配简单、运动平稳以及可负载支撑。结合最小势能原理对张拉变径步行轮张拉单元进行运动学分析,得到了张拉变径步行轮的结构参数和展收比。通过实验,对张拉变径步行轮各项功能的可实现性进行了验证。