针对蛇形灭火机器人中,直流电机输出力矩小,液压驱动系统易燃等缺点,设计出一种水压自伺服摆动缸作为蛇形灭火机器人的驱动装置,以解决蛇形灭火机器人驱动力不足和阻燃性不好等问题.通过建立水压自伺服摆动缸的数学模型,得到了系统的传递函数.通过MATLAB的Simulink仿真模块对该模型进行了动态特性仿真分析.仿真结果表明,水压自伺服摆动缸动态响应快、跟随性准确而稳定,而且抗干扰能力强,总体性能较好。

针对机器人关节中普遍存在的运动耦合、运动不够平稳、输出力矩小等问题设计了一种径向配油的单叶片转角自伺服液压摆动缸将其作为液压机器人关节的驱动机构该液压摆动缸具有运动平稳、输出力矩大的优点且其降低了液压机器人关节尺寸。通过ADAMS对三自由度解耦液压自伺服关节进行运动解耦性分析验证然后利用MATLAB/Simulink仿真记录三自由度液压自伺服关节末端所能到达的空间轨迹最终绘制出该三自由度液压关节的工作空间。仿真结果表明该三自由度液压自伺服关节具有运动平稳、输出力矩大、运动解耦、工作空间大的特点。

提出了一种利用迭代法求解可重构液压白伺服机器人逆解的方法。对可重构液压白伺服机器人关节做了定义，得出了相邻两动力模块较优连接方式表；探讨了3个动力模块之间的连接方式，建立了D-H参数库一，再根据动力模块与末端执行器之间的连接方式建立了D-H参数库二；介绍了机械臂数学模型，并选定了一种构型，根据该构型便可确定与其相对应的D-H参数，并得到了该构型的正运动学方程组；最后通过迭代法求得了可重构液压白伺服机器人逆解，并利用ADAMS软件验证了逆解的可行性。仿真结果表明：利用迭代法求可重构液压白伺服机器人运动学逆解是切实可行的，且迭代法适用于任何构型求逆解。

根据液压系统固有频率公式对液压自伺服摆动缸进行动态特性分析通过分析影响其动态特性的四个参数得出在一定条件下欲提高液压自伺服摆动缸的动态特性必须对其进行结构优化以便获得尽可能大的工作腔每弧度排量.在此基础上提出了一种利用遗传算法对液压自伺服摆动缸结构进行优化的方法.为提高液压自伺服摆动缸的动态特性建立了其三大状态方程及Simulink模型分析了液压自伺服摆动缸系统固有频率式中4个参数对其动态特性的影响并利用遗传算法获得了其结构参数最优解将最优解与初始值分别代入Simulink模型进行仿真仿真结果表明:利用液压自伺服摆动缸系统固有频率公式来研究其动态响应特性是正确可行的该系统固有频率公式也可以应用于其他液压系统动态响应特性分析;利用遗传算法对液压自伺服摆动缸进行结构参数优化与优化之前相