构建综采工作面半实物仿真系统要求建立液压支架模型,所以必须对其进行动力学研究。对机构进行运动学分析,基于闭环矢量法建立了液压支架运动的闭环矢量方程组,推导出了各运动构件质心在坐标系XOY下的表达式,将闭环矢量方程组与各构件质心坐标表达式对时间求二阶微分得系统运动的加速度方程组。对机构进行动力学分析,推导并建立了系统的牛顿-欧拉方程组。加速度方程组与牛顿-欧拉方程组共同构成了系统的动力学模型,基于该动力学模型,在matlab/simulink中对液压支架升架、降架过程加速度及姿态变化进行了仿真分析,将仿真结果与ADAMS中的仿真结果进行了对比,验证了动力学模型的正确性。

针对地震后地面上残留的大量碎石、铁片的清理问题,设计了一款装于履带底盘上,用于抓取地面上碎石、铁片的五自由度液压机械臂。以设计的液压机械臂为基础,采用有别于传统标准DH法的修正DH法搭建机械臂的运动学数学模型,分析机械臂的正运动学和逆运动学。在MATLAB中采用八点极限值的方法验证机械臂抓取可达性,利用蒙特卡洛法分析机械臂的运动空间,为之后液压机械臂的研究提供了理论依据。

为实现四足机器人在平面上稳定、连续行走的行走,避免出现打滑、冲击等现象,提出一种基于walk步态零冲击足端轨迹规划方法。首先运用DH算法推导出单腿的运动学方程。然后采用直线规划支撑腿时足端的运动轨迹,五次曲线规划摆动腿在水平方向上的足端轨迹,摆线规划摆动腿在竖直方向上的足端轨迹。以静态稳定裕度为评价指标,评价了四足机器人在连续行走过程中的稳定性。最后进行仿真实验,实验结果表明,四足机器人可以在水平面上稳定、连续的行走,验证了算法的正确性。

为了在适应极端条件下,服务机器人手臂能够满足高集成度和高性能的特殊要求,提出了一种基于解耦球型手腕的七自由度机械机构。首先分析七自由度机械手臂的机械结构特点,利用MDH法建立了机器人各个轴的相关坐标系。然后,利用牛顿迭代和传递逆方程法反向解析了手臂,手腕机理确保手腕紧性和灵活性的工作空间。最后,从电机控制和模块方向设计了七自由度软件流程。上述理论确保了该机器人机构能平稳并且能够灵活实现各个自由度的运动控制。

提出了一种可应用于实现多路况模拟的多车型通用汽车驾驶训练装置的4-Stewart并联运动平台。介绍了该平台的组成,在Solidworks中构建了该装置的三维模型。首先,对4-Stewart并联平台的汽车驾驶模拟器进行了机构说明,并建立了坐标系;其次,以汽车和四个较小的六自由度Stewart并联机构构成的运动平台为研究对象,利用空间结构分析方法,得出了汽车驾驶训练装置的运动学反解方程,并用MATLAB编程进行了具体的数值计算;最后,在相同车型、能够实现相同运动输出的情况下,计算传统的汽车驾驶模拟器的结构尺寸和驱动副的输入范围,将各相关参数与4-Stewart并联运动平台相比较,得出了该运动平台体积小、加工工艺好、易控制等结论,为进一步的研究奠定基础。

为避免解析法求解与数值法求解所具有的缺点，根据平行四边形结构的运动特性，简化了Delta并联机器人结构模型，并建立了3个惯性坐标系，将3个不同位置支链转换至相同状态下进行分析，采用几何法构造出机构位置正解与逆解的低阶方程组。根据刚性杆两端点运动速度在沿杆件方向分速度相同原理，构造了机构驱动输入与末端执行器输出的速度映射矩阵（速度雅克比矩阵）。运用Matlab软件进行编程，并通过实例验证了本机构位置正逆解算法的正确性。

根据冲压过程的特点,设计开发一种结构简单的冲压机器人.通过D-H法分析对其连杆参数利用三维实体软件与虚拟样机技术联合进行运动学仿真.为使其在运动过程能够平稳,规划其运动轨迹,使用了Step5阶跃函数编程.通过仿真得出其各个关节变量的位移,速度和加速度运动曲线,为冲压机器人的设计、优化与运动控制提供了参考数据.

详细分析了斜柱塞的运动学及动力学特性，并通过建立斜柱塞及直柱塞SIMULINK仿真模型，比较分析了斜柱塞及直柱塞的运动学及动力学特性，同时列出了斜柱塞给柱塞泵带来的好处及坏处。