针对移动平台轮、履复合的问题,提出了不同于常规的轮履安装布局策略,设计了一种具有自锁功能的连杆切换机构,即研发了一种主、被动相结合的悬架结构;描述了其构成及实现原理,并建立了连杆切换机构的运动学模型;基于Matlab提出了一种综合位置、速度、受力多指标的参数优化方法。结果表明,连杆机构设计能够实现轮、履的切换功能;优化方法可对机构参数进行多目标合理优化,使连杆末端行程大为缩短,运动速度变化区间缩小,最大受力值降低,有利于轮履切换机构性能的改善,为连杆机构的类似应用提供了参考,弥补了轮履复合移动平台悬架研究的不足。

为提高连杆机构的运动精度可靠性,提出一种利用多体动力学和支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)算法构建机构的运动模型并对其进行可靠度敏感性分析的方法。通过引入粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法对SVR的惩罚参数和核函数参数进行寻优,提高SVR的回归预测精度。为克服PSO容易早熟和搜索精度低等缺点,对惯性权重系数和学习因子进行改进,应用改进算法与标准PSO-SVR算法并结合蒙特卡洛模拟对四杆机构的可靠度敏感性进行分析研究。通过实验对比表明,改进的算法收敛速度更快、回归预测精度更加接近于蒙特卡洛模拟,且计算速度优于蒙特卡洛模拟。

论述了网球陪练机的应用现状,对几类典型的网球陪练机性能进行了对比分析。为了方便运动员训练,同时为大众提供休闲娱乐设备,设计了一款网球陪练机。陪练机的机械部分包括网球收集模块、储存和传送模块、推出模块、发射模块和俯仰角调节模块。其中发球机构发射网球的速度和方向可调,可以满足不同水平使用者的需求。

设计了一种适合在园林、森林等野外非路面崎岖环境中行走的机器人步行装置。首先对步行腿机构进行分解,利用矢量多边形分别建立步行腿四连杆机构相应的封闭矢量位置方程数学模型;再根据矢量运动学方程,进行步行腿运动位置分析;最后装配了物理样机并进行测试。测试结果表明,机器人步行装置设计原理正确,方案可行,矢量运动学方程分析结果可用,可为进一步进行机器人行走机构的优化设计和动力学分析提供参考。

为了解决人们在步梯行进过程中,推车或拖拽行李的不便,设计开发可折叠隐形步梯斜坡滑道装置。针对现有同类装置的缺点和不足,提出交错梳齿结构布局,实现可折叠隐形并保持原有步梯结构和功能。通过应用一组联动平行四边形机构和凸轮机构的巧妙组合,有效解决了坡道支撑板的承载问题,实现坡道上下2个操纵手柄可完成整个装置的抬升、旋转、向下移动和固定限位等多个动作。设计制造了坡道机构的实验样机,实验结果验证了设计的可行性和实用性。

分析了冲压空气涡轮系统(RAT)的舱门联动机构的结构及工作原理,并在运动学仿真平台ADAMS环境下建立舱门联动机构的多体动力学仿真模型。通过对影响舱门联动机构性能的各关键因素进行参数化处理,运用试验研究方法,仿真分析了各设计变量对目标值的影响。通过Design exploration工具,对舱门联动机构主要铰接点位置进行了优化,优化后收放作动筒的受力情况得到了有效改善,达到了优化目的。

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。

机电悬挂是一种新型车辆用悬挂,能够实现主动控制和半主动控制。装有机电悬挂的车辆在行驶时,负重轮的上下摆动会经过连杆机构传递至机电执行器。针对机电悬挂中连杆机构进行运动学分析,得出连杆系的运动学特性,为连杆机构的设计和机电悬挂的力学特性分析提供了依据。