针对欠驱动机构运动不确定性引起的采摘机械臂滑道大幅度摆动现象导致的机构运动不稳定性的问题。提出了一种基于混合蛙跳算法改进的代理模型技术来建立滑块驱动速度、滑轨高度、滑轨倾角与滑道摆动角度峰值之间的参数优化数学模型,利用KRIGING模型建立设计参数与滑道摆动角度峰值之间的数学模型,通过混合蛙跳算法优化传统kriging模型变异函数的参数,提高其数学模型精度;基于参数优化数学模型,分析了滑块驱动速度、滑轨高度、滑轨倾角对滑道摆动角度峰值的影响。仿真结果表明参数优化数学模型精度更高,误差更小,能为参数优化提供更加精确的数学模型;滑轨倾角、驱动速度、滑轨高度对滑道摆动角度峰值变化幅度影响程度由大到小的顺序为滑轨倾角>驱动速度>滑轨高度。交叉变化对滑道摆动角度峰值影响程度为滑轨倾角-滑轨高度>滑块驱动

基于连杆式和绳轮式欠驱动机构的特点,提出了一种反推式绳轮新机构。介绍了反推式绳轮机构的结构原理及运动特性,完成了用于物料袋抓取的新机构三指节机械手的结构设计。首先,基于平面力系平衡方法对三指节机械手进行静力学分析,采用Adams软件静力学仿真初步验证了静力学分析的准确性,并与连杆式及传统绳轮式结构进行对比仿真,验证了新机构力转换率高的特性;然后,对三指节机械手进行了简化建模、运动学包络抓取仿真和静力学抓取接触力仿真。结果表明,三指节机械手具备移动式包络抓取的能力;但当前设计存在接触力分布不均的缺点,需要进一步优化。

以汽车门锁开启支链占用空间少、高效驱动和高端多功能为目标,对单回路空间机构进行构型综合,得到可实现电动开启的RRRSR机构;针对电动开启支链适应手动开启运动的兼容性需求,减少RRRSR机构运动副约束,得到RRSSR欠驱动机构,使得机构与其他支链的运动兼容;通过对该机构运动副增设扭簧力约束,保证了机构运动柔顺性和稳定性;以特定方向投影进行方程变量降维,使得所构建的空间RRRSR机构运动学方程变量最少,解析求得输入角和输出角关系式。仿真结果表明,具有力约束的汽车门锁RRSSR欠驱动机构既能完成电动开启过程,又能在手动开启工况下具有运动兼容适应性。

欠驱动机构运动学和动力学约束不完整，机构运动具有不确定性，欠驱动机构引入柔性运动副后可利用其弹性反力一定程度上弥补动力学约束的不完整，但其运动的确定性仍与机构的初始状态和柔性运动副刚度有关。针对该问题，以含有柔性移动副的平面二自由度欠驱动机构为研究对象，提出一种运动学、动力学求解的数值迭代算法，力求通过求得运动和动力约束方程的确定解来研究该类机构的运动确定性。首先，建立机构的运动学、动力学模型，然后，利用MATLAB对该机构进行求解，得出了不同初始状态下机构能够实现确定运动的最佳刚度范围，最后，通过多组数据分析得出了最优驱动力矩与柔性移动副刚度之间的拟合曲线。