自然灾害或意外事故发生后,往往需要借助机器人来深入灾难现场探明情况或提供援助。通过参考已经成功应用的轮腿式行星探测机器人结构,针对灾后现场特殊非结构化地形,设计了一种5轮4摆臂结构的新型搜救机器人。通过对关键部件进行参数设计及静力学分析,验证了静态特征的合理性;对越障过程进行数学建模,得出了影响机器人越障高度的因素;对其进行虚拟样机仿真,验证了动态特征的合理性以及数学建模的正确性。最后,通过搭建实验平台,验证了所设计机器人的越障能力。为今后类似的轮式机器人设计提供了理论基础,具有一定参考意义。

微型扑翼机具有体积小和重量轻特征,在其飞行过程中如果左右扑翼动作不能保持良好的一致性,则扑翼机将发生向一边倾斜的现象,控制其平稳飞行难度大.针对上面出现的问题,扑翼机构采用体积最适合微小化、结构最简单、最可靠的单曲柄双摇杆机构,并对此扑翼机构建立运动学和动力学方程模型.在机构设计要求和各个连杆约束条件下,利用MATLAB对其目标函数进行了优化设计.同时利用虚拟样机ADAMS建立单曲柄双摇杆机构模型,对其各杆件长度进行优化分析.经过优化该扑翼机构表明优化后大大增强了扑翼机左右翼的运动对称性,为后期实物平稳飞行降低控制难度.

针对双机械手系统在紧协调约束条件下的协同操作问题,提出一种基于对称式思想的协同操作算法。首先将双机械手和操作目标视为一个系统,定义了系统的协同操作空间,推导出系统的广义速度雅可比矩阵;然后结合运动学逆解设计了对称式双机械手协同操作算法;最后对由两个七自由度机械手组成的双机械手系统进行虚拟样机仿真。结果显示,双机械手系统操作目标完成了期望任务,验证了算法的正确性。

针对液压挖掘机履带行走装置的合理预张紧力进行了分析研究。在多体动力学软件RecurDyn中建立了挖掘机的虚拟样机模型,并通过实验测得了在直行、原地转向以及差速转向3种工况下的履带行走装置张紧力的曲线,与仿真结果进行对比,验证了虚拟样机模型的准确。通过对直行、爬坡以及原地转向3种典型工况下的仿真分析,得到了在改变履带行走装置预张紧力情况下,履带行驶时张紧力的变化情况,通过张紧力曲线的标准差来判断其波动情况,进而得到合理的预张紧力与车重的比例系数。

运用Solidworks和ADAMS联合建立某桥梁检测车虚拟样机模型通过ADAMS虚拟样机仿真对其作业工序进行了分析找到最危险工况以此工况下液压缸拉力最小为优化目标并通过灵敏度分析确定设计变量优化举升液压缸铰点的位置优化后其所需最大拉力减小21.1%。在ADAMS中读取初始时刻的相关铰点的载荷值大小并根据铰点位置的变化改变相应支承结构。在ANSYS中对翻转台进行强度校核有限元分析结果显示优化后翻转台应力、应变均大幅下降翻转台受力得到改善验证了优化设计的正确性。