设计了一种基于多自由度的自动化港口集装箱起重机。通过降低起重机压力上限、优化起重配装器接入操作等,完成了自动化港口集装箱起重机的结构优化设计。在此基础上,获取多自由度参数,依据多自由度参数建立全局坐标系,并进行约束性参数耦合,根据耦合结果建立基于多自由度的起重机结构参数化模型,从而实现对港口集装箱起重机机体自动化程度的提升。实验结果表明,在多自由度参数不变的前提下,CL曲线与Cd曲线均具有较高的贴合度,F拓扑系数的极值始终大于W拓扑系数的极值,结构优化后,起重机的集装箱堆放精度提高了约2倍,翻箱作业时间平均减少了16 s。

由于4~5自由度的AT行星齿轮机构方案数量规模过于庞大,造成优选时间过长。为了能胜任大规模AT结构方案的综合,提出基于字符串编码的构件综合和同构判别方法。根据行星齿轮机构各构件的类型特征定义构件的字符,再将AT结构转化为字符串;通过分析行星排字符串中制动构件和互连构件的特征,并利用组合原理设计合理的字符串综合算法,分别实现了对行星齿轮机构和AT结构的同构判别。在对AT结构进行综合的过程中,分别剔除不满足构件约束条件的行星齿轮机构字符串和AT结构字符串。通过5个算例验证了该方法的正确性和高效性。

为了提高扑翼飞行器的飞行性能,借鉴中小型鸟类的飞行运动特征,设计了一种基于空间连杆机构的新型多自由度扑翼机构。首先,通过运动学分析建立了扑翼飞行器驱动机构的运动学模型;然后,在Adams仿真软件中建立了扑翼机构仿真分析模型,对理论分析进行了验证。结果表明,所设计的驱动机构通过单自由度驱动就能够实现扑动、扭转、偏转多个自由度耦合运动。其中,上扑动极限为34.65°、下扑动极限为-29.66°,最大扭转角为15.05°,最小扭转角为-14.9°,偏转角范围为-5.01°~5.21°;输出的“8”字形轨迹与中小型鸟类飞行时的翼尖轨迹相同,具有良好的气动性能。仿真得到的运动学参数与理论计算一致,验证了理论计算的正确性。

提出并研究了一种空间分布压电驱动的多自由度微定位新技术.采用多个压电驱动器的空间并列分布实现六自由度精密微定位.本文作者阐述了微定位原理,建立了载物台位姿与驱动器伸缩量之间的关系,介绍了微定位装置的构造.

为辅助手腕功能缺失患者进行康复训练,设计一种气动柔性手腕。该手腕由4根人工肌肉和1个气动球形制动器并联而成,具有2个自由度和2个机动度,能够实现俯仰、横摆运动,且能根据任务需要,实时调节阻尼实现位置保持。该手腕属于气动复合弹性体,其动力学模型十分复杂且不利于实时精准控制。为便于后期手腕的运动控制,对其动力学性能进行实验研究。

基于表面贴装元器件（Surface Mount Device,SMD）逐片检测工况中对拾取、放回料带的定位需求,提出一种适于多自由度（Multi-Degrees Of Freedom,MDOF）精确转移的视觉补偿定位方法。针对SMD逐片检测流程和布局分析,计算了元件成功放回料槽的转移误差允许边界;分别提出了双视觉系统中上、下视觉对SMD多自由度转移的定位误差补偿方法。利用元件转移实验数据的均值-极差控制分析,分别测试所述视觉定位方法的精确性和稳定性,实验结果表明：在SMD转移过程中采用所述视觉定位方法提高了转移精度并保证转移过程稳定可控。所述研究可为成卷SMD逐片全检工艺中元件高效拾放转移、精确定位提供参考。

这里分别从杆式多自由度超声电机振子的动力学特性设计方法、定转子之间的预压力加载以及确保电机球形转子在关节结构中三自由度运动的结构形式设计等三个方面对基于杆式多自由度超声电机构建机器人腕关节结构进行了相关的研究。针对当前在杆式多自由度超声电机振子的动力学特性设计方法上的不足,提出了在有限元模型中应考虑接触和螺栓预紧力在振子动力学特性中的影响因素,并通过实验验证了该方法的正确性,在腕关节的结构设计方面,通过增设转向环及其转轴与球形转子转轴的垂直交叉布置,巧妙的实现了关节三自由度的运动及电机定、转子之间的预压力的加载、可调。该结构简单、轻巧灵便,对机器人的微型化、轻量化具有积极的意义。

为了解决以燃气轮机为动力的坦克改装试验中摄像机的固定和调节问题,设计了一种便携式多自由度可调摄像机固定架.该设计结构简单,使用灵活方便,对摄像机的固定牢固可靠.可以多角度、便捷、迅速地自由调整摄像机以获得一个理想的拍摄角度.尤其适合在汽车、坦克、装甲车、船舶等各种使用钢材的车辆、设备上使用.

本文从结构、性能、技术、检测和控制等方面对六自由度并联电液伺服驱动平台进行了特点的归纳分析，综述了其在航空航天、机器人及游乐机械等方面的应用。

本文以某多自由度电液伺服系统为研究对象在考虑系统惯性负载、弹性负载和摩擦力负载等因素下建立该系统的传递函数模型并用Matlab对系统进行仿真通过仿真仔细研究主要参数对系统动态特性的影响提出改善系统响应的办法.