为了同时满足在实际生产中对攀爬机器人越障能力和负载能力的高要求,设计了一种带变胞手爪的仿生攀爬机器人。变胞手爪在夹持过程中,手指在接触到管道之后进行限位,通过机构变胞,使各手指在一定角度内依次转动,能稳定抓取不同类型的管道。利用虚功原理建立了变胞手爪在夹紧管道时各手指与管道之间接触力和驱动力的静力学模型。根据理论计算结果,在ADAMS中对攀爬机器人在多种姿态下的攀爬运动特性进行了仿真分析,实现了攀爬机器人在不同管道上的攀爬。仿真结果表明,攀爬机器人在多姿态下具有可靠夹持能力和稳定运动能力,验证了攀爬机器人的结构设计和变胞手爪力学模型的正确性。

针对中国老龄化速度进一步加快,老年人由于缺乏有效的锻炼,肩、肘、腕关节经常会出现酸、疼、痛等现象,研制了一种家庭用新型多姿态多运动形式手臂关节训练器械。通过理论设计计算,并基于NX对无急回四杆机构进行了正向运动学分析比较,确定了3组杆长参数(分别对应2种姿态、3种不同运动形式、9种不同运动参数)作为设计方案;根据设计方案对手臂关节训练器械进行了力平衡、载荷变化分析;根据理论设计计算及NX虚拟样机动态仿真分析数据,试制并测试了训练器械物理样机的性能。结果表明,训练器械安全、可靠、舒适,人体肩、肘、腕和腰关节都能得到较好的训练。