3自由度并联机器人控制简单,结构紧凑,便于设计和研究。为了探究并联机器人关节配置对工作空间大小的影响,以3-RSS与3-RUU两个Tau变种构型并联机器人为研究对象,分别用球铰和虎克铰进行分析,求解了3-RSS与3-RUU同轴驱动布局并联机器人的工作空间。首先,建立机器人简化模型,对其正向运动学进行求解;接着,分析了球铰与虎克铰的运动范围,以此作为关节的约束条件,求解了3-RSS和3-RUU同轴驱动布局并联机器人的三维工作空间,得出工作空间的边界。分析结果表明,同等尺寸大小的3-RUU同轴驱动布局并联机器人比3-RSS同轴驱动布局并联机器人具有更大的工作空间。为后续不同并联机器人的关节选型和工作空间的研究提供了理论和技术的支持。

为提高机器人在高速运动过程中的精度和稳定性,研究了4-DOF的Delta高速并联机器人动力学方程的建模方法。采用几何法求解机器人逆运动学方程,结合旋量理论的Kane方法建立了机器人的动力学方程。采用Matlab编程对运动学和动力学模型进行求解,绘制了各个驱动臂的位移、速度、加速度以及力矩曲线。在Simscape中建立Delta机器人的动力学控制系统,以力矩为输入,得到驱动臂位移曲线。对比计算和仿真结果,验证了动力学方程的正确性。

针对目前串联型打磨机器人在打磨球面时存在刚度不足的问题,提出一种3-RSS同轴驱动布局并联机构工具型打磨机器人。同轴驱动布局是将驱动布置在同一轴线,主体由基柱和3组可以绕基柱旋转的机械臂构成,每个机械臂外接支链杆簇,3组支链杆簇与末端打磨头相连。通过构型分析、结构设计,建立同轴驱动布局打磨机器人模型,并对模型进行运动学分析,通过雅可矩阵分析奇异位置,获得打磨机器人的灵活工作空间;经过运动仿真,对比预设路径与仿真轨迹,进行运动误差分析,验证了驱动方案的可行性。研究结果为并联机构打磨机器人拓展工作空间、提高刚度提供了理论与技术支持。

为了解决某型1200 t液压拉拔机主机框架材料成本高的问题,以拉拔机主机框架为研究对象,根据其结构特点,运用多目标遗传算法(MOGA)对其进行轻量化设计。利用Workbench对主机框架整体进行静力学结构分析,分析主机框架的最大等效应力。基于以上分析,在满足主机框架强度的情况下,对关键设计尺寸进行优化取值,选择一组最优设计点,并对优化后的主机框架重新进行静力学分析。结果表明:优化后的主机框架最大等效应力为191.86 MPa,可以满足实际使用工况要求,质量减少了39.6%,有效地减少了主机框架质量、降低了材料成本。

针对当前三维OAD／OAPP技术的不断普及与应用，为了提高装配的质量、克服工艺的随意性、减少重复性劳动、提升装配效率，构建了基于三维参数化模型的装~CAPP系统，并介绍了系统的总体框架及其主要的功能模块，在三维参数化设计技术、可视化装配技术的基础上实现了装配工艺设计与工艺规划。实现了产品的参数化设计与三维装配工艺规划的一体化。根据装配分层有向图的表达研究了装配序列规划的方法，实现了装配序列的优化。最后以桥式起重机d＼车装配为例进行了验证。

为了进一步提高堆垛机设计效率，缩短开发周期，使用Solidworks建立参数化系列三维模型，用VC++建立设计计算与三维模型的驱动接口，采用有限元分析系统CO SMOS进行结构校核。建立了一套堆垛机专用参数化系列设计工具，提高了设计质且，缩短了开发周期。

基于SolidWorks讨论了三维模型在转化为二维工程图后的标准化问题。针对滚动轴承和齿轮的标准化表达，提出了基于配置技术的解决方法：并对剪裁视图在图纸标准化中的作用做了举例说明。所提方法已在企业中得到应用，且效果良好。

通过对厚度相同的双螺母防松联接拧紧过程进行的载荷分析可知,主、副螺母的受力不同;结合施加工作载荷的情况下对螺栓受力的影响,得出两个不同厚度螺母在防松联接中的合理使用位置,为达到螺栓的预期防松效果提供最佳方法。

为了使塔式起重机自身重量更轻，更易于安装和运输，以此降低生产和运行成本，引入了结构仿生设计思想。以QTZ40塔式起重机臂架结构为研究对象，利用结构仿生设计方法对塔式起重机臂架结构进行了仿生优化设计。经研究、分析发现王莲叶脉的构型符合黄金分割定律，依据相似性评价标准。确定王莲为臂架仿生原型，结合臂架拓扑优化结果和王莲构型规律，确定了臂架的仿生优化设计方案。利用APDL语言建立了臂架的有限元模型，接着利用ANSYS软件对臂架原结构和仿生结构分别进行静力学分析计算，结果显示，仿生模型较原模型减重11．41％，并且在强度、刚度等方面均取得了较好的优化效果。

通过对起重机传统优化设计方法的学习和深入研究得知,传统优化方法优化效果不明显、优化目标单一且运算效率低等缺陷,为了提升优化效果深入了解并学习DOE分析方法和狼群算法。提取主梁多个重要参数利用DOE分析合理安排实验提取出对主梁性能和质量灵敏度影响较大的主要参数,同时提高算法精度和局部寻优能力将自适应步长和Metropolis接受准则引入到基本狼群算法中,形成了改进狼群算法并应用其进行寻优得到最佳数据组合,。将改进的狼群算法于16T桥起的主梁中进行优化,在满足生活实际的前提下,使其实现轻量化。并运用有限元分析法对进行实例验证,通过验证优化前后主梁力学性能,得出优化后的主梁符合要求,对实际工程结构的设计有指导意义。