针对现有的自动上甑设备存在的机器人成本高、工作空间局限、对图像采集设备性能要求高等问题,设计了一款五自由度专用上甑机器人,实现了多工位之间的切换作业,摆头末端的三维准确定位及摆动高度差的补偿等功能,并利用MATLAB仿真验证了其工作空间。热像仪安装于可回转的铺料头上,采用多点图像采集再拼接的方法实现了甑桶料层表面温度信息采集;通过图像区域分块、阈值化处理和特征点匹配对两级筛选的方法对基于SURF算法的图像拼接方法进行优化改进,提高了图像拼接的实时性和准确性,最后用实验证明了改进方法的有效性。

设计了一种用于软体机器人的气动软体驱动器,并详细阐述了驱动器的制作流程,基于Yeoh模型与虚功原理,推导了驱动器驱动气压与弯曲形变的非线性关系,利用Abaqus软件建立了软体驱动器的有限元模型,制作了软体驱动器的样机并进行了实验验证。结果表明理论计算与有限元分析结果的均方根误差为2.91%,理论计算与样机试验结果的均方根误差为4.48%,该理论模型可以很好地推导驱动气压与驱动器弯曲角度的非线性关系。

针对现有轮式全向移动机器人在工程实际应用中存在的驱动轮同步转向能力差的问题,设计了驱动轮同步转向机构。首先,基于虚拟样机技术分析了该同步转向机构的工作原理,并将它应用于轮式全向移动机器人。然后,利用运动学原理对加人同步转向机构机器人进行运动学分析,得到了电机输人转速与驱动轮转向速度之间的关系。最后,根据系统结构参数研制了一款主要应用于工厂物料搬运工作的产品样机并进行实验验证。机器人横向移动实验结果表明,该机器人可以通过不同方式进行全向移动,验证了该机器人的全向移动功能。研究表明同步转向机构的应用降低了轮式全向移动机器人控制难度,实现了机器人高速、高精度、高稳定性全向移动。

针对智能多功能护理床对舒适性和实用性的需求,设计开发了一种新型床椅一体化多功能护理床。为简化机构、避免抬背机构与床椅机构的干涉,采用转角电机取代了传统的电动推杆。通过人机工程仿真软件对抬背机构进行模拟运动分析,确定了抬背机构转角电机的转矩变化规律以及抬背动作时人体背部相对抬背机构的滑移量,探讨分析了滑移量的3种补偿方案。制作了实验样机对方案的可行性进行了验证。

基于人体工程学原理,设计了八连杆坐卧姿态变换机构。为保证机构运行的稳定性以及获得较好的实用性能,针对八连杆姿态变换机构进行优化设计。根据八连杆姿态变换机构的工艺特性要求以及具体的约束条件和优化目标,构建了八连杆机构的数学模型,利用ADAMS/View建立了八连杆机构的优化设计模型,对八连杆机构进行了优化设计。从优化设计的结果和优化前后的连杆角度、速度、加速度曲线中看到,该优化设计与相应的人体工程学原理相吻合,达到了八连杆姿态变换机构的设计要求和目的。