为分析曲柄摇杆式红枣捡拾机构的作业过程,建立了挑果杆与机具前进复合而成的类余摆线轨迹运动学模型,研究了曲柄摇杆机构参数、捡拾前进速度对类余摆线轨迹的影响规律。同时建立了曲柄摇杆机构参数优化数学模型,以挑果杆能产生后抛作用的有效工作行程越长,且水平分速度越大对红枣的后抛作用越大为优化目标,利用MATLAB软件对捡拾机构进行了两次参数优化,获得了一组结构和工作参数较优值。结果表明,优化获得曲柄摇杆式红枣捡拾机构,当曲柄转速为60r/min、机具前进速度为150mm/s时,能实现红枣捡拾的铲起和抛送条件,且能避免红枣漏检区和减少重复捡拾区。

针对星轮式爬升机构稳定性指标r值较大,影响运行稳定这一问题,提出了一种曲柄摇杆式爬楼梯装置。研究了曲柄摇杆机构杆长对运动轨迹的影响,并对装置进行设计,使其r值减小了22%;应用SolidWorks软件对装置进行建模及爬楼过程仿真,得到其空载和施加载荷时的运行轨迹图,确定了方案的可行性;并进行样机测试,验证了装置的运行稳定性。研究结果说明,曲柄摇杆式爬楼梯装置的设计思路是正确的,对于开发类似产品有借鉴意义。

单曲柄双摇杆式翻板机驱动机构,实为两套共驱动轴的正置式曲柄摇杆机构,但两曲柄具有一相位差。在分析驱动机构工作原理的基础上,给出了其综合问题的准确表述,即已知机架长度和摇杆摆角,按许用传动角综合正置式曲柄摇杆机构。推导出这类机构最小传动角与杆长及摇杆摆角之间的解析关系,分析最小传动角接近其上确界时的杆长及最大杆长比变化趋势,进而建立了按许用传动角综合正置式曲柄摇杆机构的解析法。给出了翻板机驱动机构综合实例,性能参数分析结果验证了综合方法的正确性和可行性。

首先通过分析及对比说明了曲柄摇杆机构非常符合电动单轨系统十字道岔的传动需求,确定了用电动机驱动曲柄,摇杆带动与之固定的回转轨道纵横切换的传动方案。然后基于道岔切换准确性、启停平稳性及调试方便性等的考虑,确定了曲柄回转角度与摇杆最大摆动范围的对应关系,并根据道岔尺寸及周边的安装空间确定了机架长度和摇杆长度,由此计算出了曲柄和连杆长度,完成了十字道岔曲柄摇杆传动机构的原理设计。最后对十字道岔的曲柄摇杆传动机构进行了运动和力学校核,证明了设计结果与设计意图相吻合。

为解决ABB拆垛机器人拆垛过程中因吸力不足造成烟箱掉落等问题,采用RobotStudio机器人仿真软件、气动驱动方式、曲柄摇杆机构等技术设计了一套辅助吸盘装置。在拆垛过程中该装置能够辅助吸盘吸附并夹紧烟箱,将烟箱运送到指定位置,增强了吸附烟箱的稳定性。以济南卷烟厂生产的"泰山(红将军)"牌箱装件烟为对象进行测试,结果表明:安装辅助吸盘装置后,在拆垛过程中未出现因吸附不稳而造成烟箱掉落等问题,在机器人运行速度为13件/min下,每5 000件烟中烟箱掉落次数由12次减少为0,海绵吸盘使用周期延长2个月。该技术可为提高拆垛效率提供支持。

对仿鱼形水下机器人进行了设计开发与研究，推出一种具有新型水下推进装置的水下机器人。可以有效地提高推进的效率、减少能量消耗、降低噪声和保护环境。利用曲柄摇杆机构的特点，通过电机的连续转动带动摇杆往复摆动，以实现水下机器人的推进。设计带有急回特性的曲柄摇杆机构，当推进鳍前摆时速度较快，可以迅速复位；当推进鳍后摆动时速度较慢，增加推力作用的时间。运用Solidworks建模，利用MATLAB进行关键结构部件的优化设计。

分析了Ⅰ型曲柄摇杆机构极位夹角的可能取值：零度、锐角、直角和钝角,推导出上述各情况下杆长间的关系式。建立了最小传动角γ（min）与曲柄固定铰链中心A的位置角准和极位夹角θ的数理关系,对A点位置角准的可行域和极位夹角θ的最大值给出了量化描述。以Mathematica为工具,开发了曲柄摇杆机构设计系统,绘制出γ（min）-θ-准的三维曲面图。根据该图能迅速直观地获得最小传动角γ（min）为最大的曲柄固定铰链中心A的位置,快速完成传力性能最佳的具有急回特性的曲柄摇杆机构的尺度设计。

运动仿真研究是进行机构运动分析的一种很重要的方法。文中以Pro／E软件为平台，以曲柄摇杆机构为例进行了机构运动的仿真研究。通过对其各组成杆件进行三维参数化建模、虚拟装配，最后利用Mechanism模块完成了机构位移、速度和加速度的分析。

分析了平面连杆机构的运动特性,通过各杆之间的几何关系,确定了各杆杆长关系.在一些参数已知的情况下,联立方程组,通过计算机计算得出了各杆长度,进而绘制出曲柄一定、传动角逐渐增大的情况下摆角与铰链A点偏移劣弧程度的数据曲线.

为了设计能自动绕障的无碳小车,建立了曲柄摇杆转向机构的数学模型,采用MATLAB进行小车轨迹模拟,发现转向机构的初始参数不尽合理。采用CAD模拟与数值分析相结合的方法,对转向机构参数进行了优化,最终设计出较优的曲柄摇杆转向机构,在此基础上设计、制作了无碳小车,取得了良好效果。