提出了一种基于3-RRRS机构的并联机床构型。RRRS是由3个R副和1个S副组成的支链。3-RRRS机构在上下平台之间连接移动平台,实现移动平台相对于下平台的六维运动;安装在移动平台上的动力头完成机床的加工操作。RRRS运动支链的每个R副配备1个驱动动力,共有3个驱动;整个运动支链系统有9个驱动,具有从属驱动特性,使并联机床具有较大的工作空间和较好的运动动态特性。首先,介绍了新型机床的模块化结构;其次,对基于3-RRRS机构的机床进行建模分析,给出了机床操作中各机构变量的运动和控制模型;最后,给出计算实例,并用运动仿真对计算结果进行了验证。相关工作为后续设备的实际使用提供了理论依据。

根据特定产品生产工艺要求,设计了一种用于圆柱内壁件作业的内撑式抓取与下压装配机械手。该机械手在手指系统与筒状手掌之间采用弹性连接。在高速作业过程中,这类弹性连接形成手指系统的残留振动。在对机械手结构设计思想与结构介绍的基础上,对机械手系统采用Adams运动仿真,分析了弹簧系统参数对手指系统的残留振动的影响,并对影响机械手振动特性的关键参数——连接弹簧的参数进行了优化选择。实际机械手的运行结果表明,该机械手结构与弹性参数的选择可以很好地满足特定对象的作业要求。

根据人造金刚石合成原料——叶腊石块生产工艺要求,设计了一种用于易碎圆柱内壁件作业的内撑式抓取与下压装配机械手。该机械手将抓取物件和装配物件动作一起完成,将按压动作的结构设计为桶状手掌,把抓取转运动作的内撑式圆弧三手指嵌套在桶状手掌的内圆柱面内,通过指掌联合完成在狭窄空间内的装配作业。在介绍机械手整体结构的基础上,讨论了推送气缸的选取及气压控制系统;研究了采用不同运动规律控制机械手转运作业时对作业过程稳定性的影响。通过对运动规律的理论分析,以及对机械手转运作业过程采用Adams进行运动仿真,表明采用修正梯形运动规律控制机械手的转运运动,可以获得较好的运动性能。研究结果为改良机械手系统的运行奠定了一定的基础。

提出了一种仿生马构型的四足步行机器人,以用于马术辅助治疗。其单腿系统利用凸轮连杆组合机构驱动。在论述该仿生马机器人结构与工作原理的基础上,进行了机器人的运动学建模与分析。利用环路矢量法建立各机构运动学方程,利用牛顿迭代法对非线性位移方程进行了求解。采用Matlab开发了求解机器人行走腿位移、速度、加速度运动的统一程序。通过实例计算,对采用电机等速驱动机器人产生的行走腿端点位移、加速度特性进行了分析。为后续优化机器人性能奠定了基础。