采用硅胶材料设计了一种网络式气动软体驱动器,软体驱动器在通气条件下可实现弯曲变形.设计了驱动器模具,并制作了驱动器样机,进行了驱动器静力学实验与有限元仿真.结果表明:软体驱动器具有较好的柔性和灵活性,最大弯曲角度可达到323°,为软体驱动器的进一步应用奠定了基础.

超高速数字分幅相机目前广泛应用于光谱学、光电子学、爆炸研究、材料科学、非线性光学、医学、冲击波研究等各种领域。 因此，超高速数字分幅相机的研制具有重要意义。 在超高速数字分幅相机系统设计中，相机的 CCD驱动电路和图像采集系统设计是很重要的一个部分。 本设计基于 SONY 公司的 CCD 芯片 ICX205AK，采用 Xilinx的 FPGA 芯片 XC3S1500 成功设计该 CCD 驱动电路和图像采集系统，并对设计进行功能仿真。

采用理论分析和有限元分析方法对气动网络多腔室弯曲软体驱动器进行结构优化.基于Yeoh本构方程建立气动网络多腔室弯曲软体驱动器形变模型并进行静力学试验与仿真验证,利用ABAQUS软件对驱动器结构进行仿真优化,分析驱动器各结构参数对弯曲变形的影响,得到最佳优化设计方案.结果表明驱动器限制层厚和腔室壁厚是弯曲变形的关键影响因素,优化后的驱动器性能得到提升,可为进一步应用奠定基础.

根据人手指外骨骼关节结构,提出硅胶多腔体仿人柔性关节,设计了一种用于手部康复机器人的气动软体驱动器,详细阐述了驱动器的制作流程.采用Abaqus软件对软体驱动器进行有限元仿真,给出不同气压下的仿真图形.仿真结果表明,提出的软体驱动器的理论模型与实验数据基本吻合,相对于其他结构,整体的稳定性、抓取能力更强,为以后仿人柔性机械手的应用提供了支撑.

采用气动弯曲型柔性驱动器设计了一种带有柔性机械臂的多自由度果蔬采摘机械手。基于分段常曲率理论,根据柔性驱动器形变规律,建立了多关节串并联的采摘机械手运动学模型和抓持力模型,研究了机械手采摘作业时抓取模式、工作空间和手指输出力与气压的关系,并进行了相关实验验证。制作了机械手样机,并在实验室环境下进行了多种果蔬模拟采摘实验,结果表明,该果蔬机械手具有多种抓取模式,且动作灵活、柔顺可靠、易于控制,适用于球形和圆柱形果蔬自动化采摘作业。

针对气动柔性关机六足机器人腿部关节提升高度小、越障能力差的问题,设计了一种基于平行四杆机构的腿关节提升机构.搭建了运动学实验平台,并对样机进行运动学实验研究.实验结果表明:该提升机构能够有效的将腿部关节提升高度增加19 mm,使机器人越障能力扩大为原来的1.63倍,为气动柔性关节六足机器人的研究奠定了基础.

为了进一步提升大开度内藏移门密封性能,在充分对比分析以往内藏移门密封性能结构的基础上,总结了影响内藏移门密封性能的因素,探究了车门空气泄露面积的计算方法,提出了大开度内藏移门在密封性能上需要解决的问题,并最终通过改进车门四周的密封胶条、增设车门后档处的压紧装置、优化车门前档处锁闭结构等方式,提升了大开度内藏移门的密封性能。

自主研发了轴向位置及驱动力可控制的新型气动柔性轴向驱动器,驱动器采用双气囊结构,中部设置有导向轴,在保证驱动器轴向伸长的同时有效提高了横向刚度。根据经典橡胶理论,研究驱动器轴向伸长变形、驱动力与工作气压的关系,并分别得到了驱动器气压-伸长量、气压-输出力公式。通过搭建静力学实验平台,进行相关静力学实验,对驱动器力学公式进行验证。实验结果表明:驱动器力学公式与实验结果具有良好的一致性;驱动器伸长量随工作气压的增大呈非线性增加;工作气压一定时,输出力与伸长量呈反比;伸长量为0时,驱动器具有的轴向驱动能力最大,且随工作气压的增大呈线性增加;工作气压为0.18 MPa时,最大伸长量为28.1 mm,最大输出力为52.04 N。

针对滚动轴承振动信号的不规则性和复杂性,导致轴承状态难以有效识别的问题,提出基于分层核极限学习机（HierarcHical Kernel Extreme Learning MacHine,H-K-ELM）的滚动轴承故障诊断方法。首先,将测得信号经集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）处理后得到一系列IMF本征模态分量,并提取各分量的排列熵PE值组成高维特征向量集;其次,利用高斯核函数的内积来表达ELM算法的隐含层输出函数,然后使用自动编码器对其分层,从而隐含层节点数自适应确定和隐含层阈值与输入权值满足正交条件;最后,将所得高维特征向量集作为H-KELM算法的输入,通过训练建立核函数极限学习机滚动轴承故障分类模型,进行滚动轴承不同故障状态的分类辨识。实验结果表明：H-K-ELM滚动轴承故障分类模型比ELM、K-ELM故障分类模型具有更高的精度、更强的稳定性。

以一台门式起重机的起升机构为例,首先介绍了鼓形齿联轴器的计算方法,然后以鼓形齿作为分析对象,对其中一对啮合齿进行三维建模。再将鼓形齿模型导入有限元分析软件,对鼓形齿啮合副的载荷接触状态进行应力分析。将公式算法结果与有限元分析结果进行比较,对该类型卷筒联轴器的设计分析具有一定的指导意义。