针对滑移转向机器人进行了运动学分析,建立了运动学模型。基于车辆地面力学理论,在假设机器人的质心与其几何中心重合的条件下,分析了机器人平稳转向时车轮与地面接触处的受力状态,建立了其力学平衡方程,分析了车轮转向时的驱动力矩和阻力矩。提出了一种轮式机器人轨迹跟踪滑模控制方法,采用将指数趋近律和幂次趋近律相结合的趋近律函数,基于反演技术(Back-stepping)设计了跟踪控制律;应用Lyapunov函数证明了系统的稳定性。最后将该方法用于仿真机器人的轨迹跟踪控制,仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。

以电动轮车辆新型行星齿轮传动三级轮边减速器为研究对象，对影响系统动力学特性的非线性因素进行分析。结合系统的结构特点，运用集中质量法建立纯扭转非线性动力学模型。并在推导构件相对位移的基础上，运用牛顿力学方程得到结构的运动微分方程。根据数学方程，基于Simulink搭建三级减速系统非线性分析模型，多级行星齿轮传动的齿轮副齿侧间隙、时变啮合刚度和综合啮合误差等均包含在模型中。结果表明：由于齿侧间隙、时变啮合刚度和综合啮合误差等因素的存在使系统表现出明显的非线性动力学特性，并在一定范围内使得振动响应更加复杂，跳跃现象更加明显；系统阻尼系数在一定范围内可以减小系统的振动振幅；新型三级系统较传统系统的振动幅度更大，变化频率更快，刚度、误差和阻尼的影响效果更明显；为此类研究提供参考...

结合某型号除尘器结构参数，分析不同滤筒结构下除尘器内气流分布规律，以流量分配均匀性和滤袋表面过滤风速作为评价指标，对其处理风量为1945m3/h时，内部流场展开数值模拟分析，确定不同滤筒结构的选用标准。研究表明：圆形滤筒各筒流量分配系数接近1.0；椭圆滤筒的最大流量不均匀幅值为0.0109；四筒结构布置中，圆形滤筒的综合流量不均匀幅值最小，值为0.1396；在常规工况四筒结构布置时，建议选取圆柱滤筒或矩形滤筒作为除尘器滤芯，以提高除尘性能。

针对重型履带车辆转弯过程中履带受到较大的侧向力而影响行走机构安全的问题,设计了履带车辆的行走机构并对连接球铰进行了应力分析。根据经验公式分析了侧向力对行走机构的影响机理,建立了球铰的三维有限元分析模型,模拟了侧向力对球铰刚度的影响规律,研究了不同的球胆厚度对球铰刚度的影响,并对球铰的疲劳寿命进行了预测,发现了易出现失效的位置。研究表明球胆厚度的变化对球铰外接触面的应力影响较大;侧向力对球胆外侧接触对的滑移影响较大,而对球胆内侧接触对的滑移影响较小,研究结果为以后球铰的生产加工和结构优化提供理论依据和技术支撑。

对一种基于大轮摆动的履带变构式轮履复合爬楼轮椅的爬楼平稳性进行分析。针对均匀楼梯上的爬楼过程进行数学建模,分析在爬楼过程中爬楼轮椅和人体整体的重心相对支撑台阶沿的位置关系,得出了满足平稳性要求的参数关系式,并给出了平稳性裕度的概念和计算方法,计算出常见楼梯范围内前平稳性裕度以及后平稳性裕度的最小值。针对某一台阶突高、突低、突宽或突窄四种形式的不均匀楼梯上的爬楼过程分别进行建模分析,得出了满足非均匀楼梯爬楼最平稳的平稳性要求的参数关系式,给出了验证某一楼梯参数能否满足非均匀楼梯平稳性要求的方法。进行了样机试验,进一步验证了该爬楼轮椅在常见台阶尺寸楼梯上的平稳性和非均匀楼梯上平稳性的预判方法可行。

对电磁脉冲焊接射流形成的条件和异种金属的焊接机理进行了研究,应用Maxwell软件对放电波形及电磁力进行仿真,采用该方法对TC4钛合金和3A21铝合金板材进行搭接焊试验,并对焊接截面进行金相组织检测及显微硬度分析。结果表明：电磁脉冲焊接方法可以实现异种金属板材的搭接焊,射流的形成是实现搭接焊的必要条件;TC4屈服强度影响接合面波浪形态的波幅,TC4表面粗糙度影响波浪形态的波长;焊接区存在晶粒细化、滑移错动,使焊接区硬度高于基材硬度。

为掌握含裂纹、孔洞等缺陷的铝的演变规律，建立含孔洞的铝的分子动力学模拟模型，通过嵌入原子法进行模拟，采用速度加载的分子动力学方法，研究了含孔洞的铝在受到单向拉伸作用下的裂纹扩展行为。在其它条件不变的情况下，研究结果表明：随着孔洞直径的增大，孔洞内边缘位错、滑移大量产生，从而导致与相邻孔洞汇合更容易，整个体系更易被拉开；孔洞间距越大，相邻孔洞内边缘产生的微裂纹更倾向于形成一条大的裂纹，使体系的演变过程更规则但更难被拉开。

多年来人们设计或开发了各类爬楼机器人，然而关于楼梯清洁机器人在楼梯上运动时如何防跌落或防碰撞的问题未得以充分的探讨与解决，针对性地研究了有关问题。根据基本的障碍物避碰问题，类似平地清洁机器人在前端设计了有关接触式探测结构；设计了一种新型的结构解决了机器人行进时的前方防跌落，相比于传统光电传感方式，具有对光线不敏感，可靠性高等优点；设计了使机器人与踢面保持平行的运动方式，防止机器人在踏步上移动时的跌落与碰撞；针对机器人在踏步上难转身的问题，介绍了变半径转身以及边前后挪动边转身的新方法，防止转身时的跌落与碰撞。实验结果表明，提出的方法能够解决机器人在楼梯上运动时的防跌落与防碰撞问题，为以后类似功能与结构的机器人在楼梯上应对相关问题提供了方法与依据；这里的方法成本...

调速型异步磁力耦合器通过调整笼型转子的轴向位移，达到改变其轴向气隙磁通进而调速的目的，为此必须建立并计算出对调速机构至关重要的轴向力。基于电流镜像法得出永磁体在铁磁体中的镜像规律，根据等效磁荷理论推导出磁化部分轴向力的等效模型；根据线电流的电磁场特性对笼条切割磁感线产生的磁场进行分析，既可通过上述等效磁荷法计算出励磁电流的抽拉力；最后利用Ansys软件对两部分抽拉力分别进行仿真分析，并与理论建模所得的计算结果进行比较，验证了模型的正确性。

为实现龙门式多轴自动锁螺丝设备横梁的轻量化,结合BP神经网络与粒子群优化算法对其横梁进行结构优化。以横梁质量为目标函数,数个关键尺寸为设计变量,变形量及固有频率为约束条件建立数学模型。利用BP神经网络拟合设计变量与约束变量的映射关系,结合已建立的神经网络模型,应用基于Deb可行性规则改进的粒子群算法,在满足约束要求的条件下,寻求各关键尺寸的最优值。优化结果表明,优化后的横梁质量减少29.61%,实现横梁轻量化。