针对外部管道结构的复杂性和特殊性,提出并设计一种高效、实用、多用的管外行走机器人。为满足管外行走机器人提供足够的夹紧力,各个夹紧点间相隔要尽量均匀,能顺利夹紧或松开工作管道,具有较好传动效率及各构件不能发生干涉等要求,通过建立管外行走机器人抱紧机构的数学模型,基于MATLAB编程算法,采用多目标有约束问题的最优化方法,确定了待优化杆件尺寸和角度,最终输出优化计算的结果和仿真图形,得到最优的设计方案,为解决管外行走机器人优化问题提供了一种新方法。

智能上肢假肢是一种拥有6自由度的仿人体上肢的假肢机构,其肩部舵机驱动大臂做旋转运动,实现假肢的前后摆动。由于该机构肩部关节为垂直关节机构,以及大臂本身重力矩的存在,导致其抓取重物的重量非常有限,故需要考虑平衡大臂重力矩以减小肩部舵机的驱动力矩,为此该智能上肢假肢设计有气动杆平衡机构。通过建立机构运动数学模型,确定机构待优化参数,设计机构目标函数和约束函数,利用MATLAB复合型优化设计算法,解决该约束优化问题,求得综合最优解,获得了优化设计计算结果及其运动仿真图形。

对仿鱼形水下机器人进行了设计开发与研究，推出一种具有新型水下推进装置的水下机器人。可以有效地提高推进的效率、减少能量消耗、降低噪声和保护环境。利用曲柄摇杆机构的特点，通过电机的连续转动带动摇杆往复摆动，以实现水下机器人的推进。设计带有急回特性的曲柄摇杆机构，当推进鳍前摆时速度较快，可以迅速复位；当推进鳍后摆动时速度较慢，增加推力作用的时间。运用Solidworks建模，利用MATLAB进行关键结构部件的优化设计。

为了确保喷浆机器人纵向进给装置在运动过程中自动维持平衡，采用了平衡油缸联动机构。并对此进行了优化设计，优化结果能满足设计要求。

用改进的遗传算法对油缸平衡机构进行了优化设计，使纵向进给臂在工作过程中始终保持水平，在极限位置既能满足工作范围要求，又不产生机械自锁，且使平衡机构结构紧凑。优化结果满足设计要求精度。

肩离断多自由度机器人型假肢拥有6个自由度其肩部前后摆采用旋转电机驱动外摆采用直线电机驱动。为避免空间干涉以及减小驱动力矩采用了一种气动支撑杆来实现对大臂关节重力矩的平衡。设计了气动支撑杆平衡结构形式确定了结构设计中的待优化变量建立起结构的运动数学模型构造了结构设计的约束与目标函数。用有约束问题的最优化算法求得本结构的综合最优解最后输出了优化设计计算结果及其运动仿真图形。

介绍了一种由两只液压油缸组成的液压平衡机构.该机构通过将两只油缸的有杆腔和无杆腔分别接通组成封闭回路并用优化设计的方法确定其最佳结构参数和位置参数从而使大型喷浆机器人的纵向进给装置在工作过程中自动保持水平.与其它方法相比其显著特点是不仅结构紧凑、动作精度高而且控制系统简单并且无须人工参与控制.从而降低了成本简化了操作.最后给出了该机构的液压回路并讨论了主要液压元器件的功能和用途.