冲击减振作为重要的减振技术,在机械、建筑等工程领域得到了实际应用。分析了冲击减振方法的理论研究进展,论述了冲击减振机构类型以及其在工程中的应用,重点阐述了质量块碰撞阻尼器、颗粒碰撞阻尼器和碰撞式调谐质量阻尼器的研究概况和基本原理。

钩爪式爬壁机器人是爬壁机器人的分支之一,对粗糙壁面有良好的适应性。介绍了钩爪式爬壁机器人的3种附着方式——勾附、抓附及密集刺抓附,分析了各种设计方案的创新点与存在的不足。讨论了钩爪式机器人设计时需要解决的关键问题,以及爬壁机器人移动机构的发展趋势。最后介绍了钩爪式爬壁机器人的发展趋势。

首先对钩爪式四足爬壁机器人脚爪在各运动阶段的运动合理性与可行性进行分析,完成了机器人的步态规划;然后根据步态规划方案,选择中央控制器与电机等硬件,完成了机器人控制系统的设计,同时完成了机器人样机的制作;最后对所设计的爬壁机器人的爬升性能进行实验测试,结果表明,机器人能够在粗糙壁面上自主稳定地爬行,验证了机器人控制系统设计的合理性。

自动制孔机器人末端执行器在制孔过程中会产生轴向振动,甚至会引起机体颤振,导致制孔精度降低,因此提出一种变刚度半主动振动控制方法。首先在分析各参数对振动控制器绝对位移传递率影响的基础上,优化了无扰动情况下的被动系统参数,并对其振动控制效果进行了仿真;然后运用绝对位移传递率图像特征分析法,获得激励频率与位移传递率的关系,通过调节吸振器刚度,使振动控制器的位移传递率随激励频率变化保持在最佳状态;最后运用MATLAB仿真验证了该方法的可行性。

针对自然界广泛存在的粗糙壁面应用环境以及现有爬壁机器人抓附结构存在的不足,提出密集阵爪刺式脚爪。对影响密集阵爪刺式脚爪在壁面上抓附性能的各关键参数进行分析与建模,计算出各设计参数的最优值。通过对具有不同设计参数值的脚爪在壁面上所能承受的最大载荷进行对比实验,验证了对于脚爪关键设计参数所建数学模型的正确性及脚爪各设计参数最佳值的准确性。根据实际情况确定各设计参数值,并完成脚爪的制作,进而测定其在抓附壁面的过程中所能承受的最大载荷。结果表明此脚爪所能承受的最大载荷超过400 g。