在研究踝关节康复运动机理的基础上,提出了一种3自由度刚柔耦合并联踝关节康复机构,以解决现有康复机构存在的柔顺性差、惯性冲击大等问题。求解了该并联康复机构的运动学正反解,验证了计算结果的正确性;进一步求解了机构的雅可比矩阵,分析了机构的绳索速度变化与动平台速度变化的关系,并对机构的位置变化及速度变化进行了仿真分析。结果表明,设计的机构运动平稳,可以满足踝关节康复训练的要求,也为后续控制系统的研发提供了理论基础。

针对现有仿生拟人机械臂连续性差、稳定性差和惯性冲击大的问题,提出了一种新型并联拟人机械臂,可以模拟人的腕关节、肘关节、肩关节动作,采用(2SPS/U)&(2SPS/RR)的二级耦合并联机构来驱动各个关节动作。为得到其运动学正反解,利用封闭矢量法和牛顿迭代法计算得到两级并联机构的运动学正反解;并将整个拟人臂的机构构型进行简化,基于D-H法对整个机构进行了位置正反解的计算和验证。

针对某高超声速风洞攻角机构,分析其特殊结构特点和运动学规律,对其参数辨识和控制方法进行了研究。首先,对攻角机构进行运动学建模,讨论了俯仰和偏航自由度的非线性运动学模型;针对俯仰和偏航自由度传动链误差因素多的特点,采用激光跟踪仪进行检测,并结合非线性最小二乘方法对其运动学模型中的参数进行了精确拟合。试验结果表明,参数辨识结果满足机构精确定位要求,定位精度优于1'的精度指标。针对俯仰和偏航机构非线性传动的特点和风洞试验对机构速度准确控制的需求,在参数辨识的基础上,采用虚轴、电子凸轮和电子齿轮技术,实现了对俯仰和偏航自由度速度的精确控制,速度控制精度优于0.5(°)/s的精度指标。

质心测量对于空间飞行器至关重要,新型武器的研制对质心测量精度的要求不断提高。将传统的天平原理与旋转轴结合,利用传感器技术,设计了一种新型质心测量机构,提出了一种能够明显提高质心测量精度的测量方法。描述了具体测量机构的主体结构,给出了机构的测量原理、测量方法,并进行了机构对于质心测量的误差分析。结合测量设备研制,进行了误差估算,理论估算的结果最大误差为0.023 mm.采用标准样件的方法进行了实验验证,具体测量数据显示,最大误差为0.020 mm.结果表明此测量方法理论分析计算与实验结果具有较好的一致性,并达到了较高的测量精度。已采用该方法成功地研制出系列高精度测量设备,配用于相关领域。

针对辊压机减速机轴承座孔的修复,提出了加工扩大轴承座孔然后镶圆环的方法。利用厚壁圆筒理论的传统方法和有限元模拟方法,对修复方案进行对比分析,冷缩装配后圆环内孔会产生一定的收缩量,收缩量随着圆环轴向距离的变化而变化,采用修复方法时需考虑到此收缩量。同时,该修复方案对其他相似内孔的修复工作具有一定的指导意义。