设计了一种具有多种抓取模式的广义夹持器,使其能够抓取各种薄板零件。该夹持器集成了两组由紧凑型力传递机构驱动的手指;采用D-H法建立了夹持器空间多连杆机构的运动学模型;以最大化工作空间、机械增益和结构刚度为目标进行多目标优化,得到3组夹持器结构参数,并通过Adams软件构建虚拟样机,将优化过程的结果与虚拟样机的结果进行比较,验证了所提出的优化方法可以获得更大的工作空间和更大的机械增益;最后,根据优化后的参数,试制夹持器模型,并通过3种不同的抓取方式实验验证了该结构进行板材抓取的可行性。

观察现实生活中六足昆虫爬行时各足的运动特征,根据该特征设计了一种创新型3段式空间曲轴,依次与前、中、后足相连,并将与各足相连部分设计成不同的空间连杆机构;为保证各足之间爬行时的运动协调性,分析了空间曲轴和与其有连接关系的各足机构运动参数取值问题;依据协调性运动参数对六足昆虫进行结构建模,并对行走协调性进行了Catia运动仿真。最后,制造出实物进行运动测试,验证了空间曲轴传动结构的可行性。

为了解决老人上床及起身困难等问题,设计了一种辅助老人上床的装置。对老人腿部上床轨迹进行分析,基于数学建模,以球面和圆锥面的相交圆锥截交线来模拟腿部抬升轨迹,设计了一种空间连杆机构来实现腿部抬升;进行了具体结构设计及运动仿真分析。仿真结果说明,该装置能够实现腿部抬升轨迹并且运行状态平稳,验证了其理论可行性。进行实物搭建并进行了真人测试,证明该装置机构巧妙,结构紧凑,能够实现辅助腿部抬升,可适配不同床型,具有广阔的应用前景。

针对海洋敌对势力入侵问题,根据海龟扑翼运动机理,设计一种基于空间连杆机构的海龟扑翼仿生机构,并以此为主体,构思仿生海龟模型,仿生海龟模型主要由底盘及框架、扑翼机构、传动机构、监测及控制装置4部分组成,利用慧鱼创意组件搭建了原理模型。实践表明,空间连杆机构中的输出构件可实现转动和摆动两种运动,初步模拟海龟扑翼的动作,实现仿生海龟的自由游动。在原理上,该设备配以红外传感器、摄像头等装置,可以实现海上监测敌情、打击敌方有生力量等功能,维护海洋和平。