凭借前足"挖-扩"式掘进方式,蝼蛄可以实现高效、快速的地下掘进。为了更好的利用这一优良特性,使用高速运动采集系统对蝼蛄前足的挖掘运动进行采集,使用Didge与Matlab软件对其进行运动学分析,并构建运动轨迹曲线。根据蝼蛄前足运动特性及运动轨迹,设计了一种基于曲柄滑块机构的仿生挖掘机构。仿真模拟结果表明,该机构的运动轨迹、速度及加速度特性等与蝼蛄相似,可以实现"挖-扩式"运动,证明了机构的可行性。其结果为触土工作机构的仿生设计提供了一种新方案。

在研究坐姿对身体产生的不利影响的基础上，突破传统轮椅的功能和结构，提出了一种可实现站立及仰卧姿态的电动轮椅车的设计方案，阐明了轮椅机构的工作原理，并对站立机构进行了运动分析．在UG／Motion Simulation模块中建立了轮椅虚拟样机，并进行了运动仿真，结果验证了轮椅机构的合理性．

对用于辅助下肢瘫痪患者重新站立行走的下肢助行器的总体方案及其工作原理进行了设计与分析。根据人机工程学中的人体结构测量及结构几何关系确定了各杆长度。在CATIA中建立了助行器的三维样机模型，通过ADAMS进行了运动仿真分析，得到了助行器的速度、力矩等参数，并与正常人体步态参数比较，验证了机构设计的合理性和方案的可行性。

为实现特定生产条件下贝叶斯质量控制图迅速识别异常的功能,构建了一种将经济性分析与过程仿真相结合的贝叶斯迅速识别控制图。在该控制图中,基于最优经济指标设立最优控制限和操作规则,实现控制图经济性与迅速识别的双向功能;为分析该控制图的统计性能,采用蒙特卡洛仿真模拟技术,以过程失控时的平均运行链差值效率比作为评价指标,与传统休哈特控制图、当前普通贝叶斯控制图和经济性控制图进行对比分析,证实了基于经济性分析的贝叶斯迅速识别控制图不但可以高效地识别过程偏移并报警,而且颇具成本优势。

在工业领域,拾放机器人刚性机构设计趋于成熟,但存在质量较大,人机协同工作时危险系数较高等缺陷。与此同时,弹性杆作为新型设计材料,因其自身材料的优点,已广泛应用在医疗、勘探等领域。基于此,提出一种可应用于拾放任务的并联弹性杆机器人机构。利用简化的Cosserat弹性杆模型,从刚体运动的角度描述弹性杆的变形,导出弹性杆动力学模型。在Matlab中建立并联弹性杆方程及虚拟样机模型,通过对关键材料和工作空间的分析,得到相应机构参数。研究输入角度、力矩与末端的位移的关系,通过搭建样机验证了理论的可行性和设计的合理性,为弹性杆在工业方面的应用提供参考。