由于设计尺寸不合理,复合机构在工作过程中产生奇异导致机构失效,因此在复合机构的设计过程中可动性分析是必要的环节;大量的研究成果是针对平面铰链机构的分析设计,而平面复合机构的研究工作相对较少。通过解析法推导出曲柄滑块机构曲柄和连杆的解析式以及通过矢量环方程法推导出五杆滑块机构杆长解析式,并将曲柄滑块机构和五杆滑块机构装配,对装配后的复合机构进行可动性分析,得到复合机构的杆长关系。为快速、准确的设计此类复合机构提供了一种新的方法。

目的在对中枢模式发生器(CPG)机理分析的基础上,生成关节运动轨迹,实现对双足机器人运动步态的控制。方法根据位姿矩阵实现对踝关节末端轨迹跟踪,整定CPG模型相位参数,利用节律信号输出叠加生成运动轨迹。通过联合仿真实验,对所规划的步态进行合理性、自稳定性和自适应性分析。结果生成的运动轨迹能够实现对双足机器人的行走步态控制。结论基于CPG生成的步态能够提高机器人的运动性能,具有更强的对复杂环境的适应性。生成的运动轨迹能够为双足机器人步态规划提供借鉴意义。

在对下肢动力学分析的基础上,建立符合人体运动特点的仿人机器人下肢模型,根据人体动力学方程,在机械仿真模块中建模。利用惯性动作捕捉系统和数据采集软件对人体下肢关节角度信号进行采集。基于仿真模型进行能量流动特性研究和行走能量效率计算。通过比较仿真测得的生物力学信息与计算值的吻合程度验证模型的合理性,建立能量流动方程,实现高效行走步态分析。建立的仿真模型和能量流动方程能够为设计高性能的仿人机器人提供借鉴。

关节是机器人的重要组成部分,传统机器人的驱动方式大部分是采用电动机加减速器驱动,此种驱动方式使得机器人质量比较大,运动不自然;为解决上述问题,首先通过仿照人体肌肉肌腱驱动方式设计一种绳索驱动仿生关节,其次通过运动学得出绳索长度与关节转动角度的关系;最后利用上述结果作为驱动在ADAMS仿真软件中对该关节进行动力学仿真,验证通过绳索长度驱动关节的正确性,测量绳索所需要的拉力大小。该研究对于机器人的关节设计以及绳索驱动的研究具有一定的借鉴意义。

在对机械增压器TIG焊接修复的基础上,研究了TIG修复焊接过程中ZL101A铝合金焊件基体与ZL101A焊缝之间的热膨胀率,为机械增压器TIG焊接修复的热膨胀研究提供一定的理论依据。通过热机械分析仪对焊件和焊缝分别进行热膨胀性能测试,得出TIG焊接之后焊缝和焊件之间热膨胀数据。在Matlab中建立拟合曲线,计算出焊缝和焊材的热膨胀率。比较焊缝与焊件两者之间的热膨胀率的差异,根据工厂对热膨胀的实际修复要求决定焊接修复是否符合标准,以此验证热膨胀对焊缝和焊件之间的影响。焊缝和焊材之间的热膨胀系数之间的相对误差为5.21%,不超过工厂要求的最高10%的标准,符合厂家对机械增压器的修复要求。