面向多种复杂路面执行任务的需求,基于生物学变胞机理,提出了一种轮履型可重构机器人。该机器人包括两种运动模式,即车轮模式与履带模式,通过两种模式之间的切换可显著提高机器人的多地面适应性。开展了轮-履模式切换机理与传动原理研究,分析了地面接触宽度变化规律,得到了履带模式下的最大接触宽度为230.36 mm;分别计算了机器人在车轮和履带模式下的越障能力,通过仿真软件分析了机器人重心位置在越障时的变化趋势;最后,集成动力系统研制了机器人样机,以不同高度的木板和空心砖作为试验台对机器人进行了模式切换、越障性能分组测试。结果表明,车轮、履带模式下最大越障高度分别为98.5 mm和290 mm,与理论推导结果一致。此外,机器人能够在轮式与履带模式之间柔顺切换,具有多种复杂路面适应能力。

目前,机器人关节减速机均为定比传动方式,造成关节电机难以达到峰值效率。基于嵌套结构,提出了一种机器人用紧凑型的无级变速器,通过实时改变传动比,可有效提高电机功率使用效率。首先,开展了变速传动机理研究,得到了传动比相对于行星轮与太阳轮半径之比的关系;设计了嵌套结构以及行星轮、太阳轮板轴向移动系统。其次,推导了行星轮、太阳轮包角、传动比以及金属带径向移动数学模型,基于多刚体动力学仿真软件对变速器的输出速度进行了仿真验证;结果表明,变速器正、反向偏差分别为1.89%、3.87%。最后,制作出变速器的原理样机并搭建转矩实验平台,设定输出转矩为特定值,测试了对应输入转矩;实验显示,测试数值与理论数值相比基本相同,平均传动效率为72.1%,间接验证了理论推导的正确性。

焊接机器人的大臂是整个机器人的受力最大的机构，作为机器人的重要部件，其刚度和强度直接影响到机器人的使用精度和寿命。在设计过程中必须保证它的强度和刚度及在运动过程中振动频率的影响0文中在有限元受力分析软件ANSYS下对焊接机器人的大臂进行静力分析，为机器人整体设计和优化提供有效的理论支持。

环形气嘴是环锭纺自动接头机中用来找钢丝圈的机构,在自动接线的第一步就是找到钢丝圈.现有的机构设计是通过直流电机带动同步轮,同步轮再带动毛刷进行找钢丝圈的动作,有机构复杂、成本高、占用空间体积大等缺点,因此研究用环形气嘴代替原有机构.通过对环形气嘴的气流分析,确定了最优的气嘴分布形式,为设备提供了一种可靠的找钢丝圈机构.

四轴工业机器人的小臂是机器人结构中的主要部件,小臂的结构及其性能直接影响整个机器人的精度和性能,对小臂自由模态的分析至关重要.利用有限元分析软件ANSYS对四轴工业机器人的小臂进行模态分析,自由模态分析能够对小臂的刚度及整个机器的稳定提供理论基础.