为了提高苹果采摘机器人的工作效率,运用TRIZ理论进行结构创新设计。通过矛盾矩阵分析实现了采摘收集一体化;直接运用TRIZ理论中抛弃与修复的发明原理,简化了采摘步骤及末端执行器结构;运用分离原理解决了物理矛盾,提高了机械臂的灵活性。完成了机器人结构设计,分析了机器人的工作空间,通过D-H法建立了运动学方程,通过ADAMS软件进行了运动学和动力学分析。结果表明,机器人末端点移动平稳,机器人结构满足采摘要求,为苹果高效采摘提供参考。

针对下肢外骨骼机器人在使用过程中,负重重心在矢状面垂直方向上的轨迹波动造成的能量消耗和冲击等问题,在常规双驱动单元外骨骼的髋部和背部设计了一种新型的连杆绳轮机构。该机构使外骨骼所承载的负重在人体重心在矢状面内做波浪形轨迹运动时与之做方向相反的运动,减小负重重心的轨迹波动,增加人体负重行走时的稳定性。在分析人体重心在行走状态下矢状面内的运动轨迹的基础上,确定了新机构的结构方案和尺寸。运用Denavit-Hartenberg方法和连杆设计理论求解出外骨骼在装备和未装备髋背机构时负重的重心轨迹,最后通过ADAMS的运动仿真进行验证,结果表明:这种髋背机构可明显降低负重重心的轨迹波动。