针对传统灵巧手追求灵活性而带来其外形尺寸过大、结构复杂的问题,设计一种小巧紧凑而灵活性高的全驱动三指灵巧手并建立其三维模型。采用拉格朗日法建立单手指动力学模型并进行动力学分析。然后将灵巧手三维模型导入ADAMS软件中建立灵巧手虚拟样机进行仿真,得到其运动学与动力学等性能曲线。利用MATLAB软件对其动力学方程进行数值分析,其理论分析结果与ADAMS仿真结果一致,验证了理论计算的正确性和灵巧手结构设计的合理性。基于拉格朗日乘子法求取抓取力初值,通过引入稳定系数对其进行优化得到优化接触力,同时也验证了其在手指关节驱动力矩约束下的合理性,为灵巧手手指抓取力计算提供了新的参考。

针对基本蚁群算法(ACO)收敛速度慢的特点,提出了一种移动机器人路径规划的蚁群优化改进算法。通过限制信息素的取值范围,扩大了搜索结果,从而避免了算法过早收敛,同时还提出了一种信息素挥发系数自适应调节的改进蚁群算法方略,意图通过自适应的调整信息素挥发系数来提高算法的全局性和算法的收敛速度。针对在栅格环境中蚁群算法规划出来的路径折线多,转角大的特点,提出了用贝塞尔曲线优化路径的方法。仿真结果显示,经过优化过后的平滑路径更加适合移动机器人的运行情况,在任意随机给定的环境中,算法能够迅速找出最优路径。

该文通过两种不同车型的汽车悬架弹簧有限元仿真分析，给出了使用Solidworks Simulation仿真悬架螺旋弹簧的快速开发过程和不同条件下的优化方法。同时通过优化对比给出一种新的螺旋弹簧应力判据方法。最后，通过实验验证表明：新方法计算的剪切应力、安全许用应力与CAE分析结果相吻合，表明新方法的可靠、快速、实用。

针对某种炸药熔模铸型冒口,研究其去除方法,设计冒口自动去除机构。首先针对实际给定冒口尺寸,确定冒口断裂危险截面。运用断裂力学及断裂仿真,分析冒口断裂类型及断裂运动。建立力学方程,设计合适的机构耦合冒口的断裂运动,使得冒口能顺利断裂并获得理想的断裂面。冒口的断裂因受力和断裂起点的影响,断裂存在不确定性。根据断裂运动的耦合存在的许多不确定因素,提出冒口的理想断裂面的去除方法,设计冒口自动去除机构。最后,通过实验证实所设计机构的有效性。

机械零部件振动信号包含了大量机械系统运行状态信息,针对传统检测方法依赖于经验知识和人工定参,提出了一种改进字典学习的振动信号检测方法。通过原始振动信号自身驱动,采用非负条件下基于K奇异值分解的改进算法训练超完备字典,结合基追踪算法稀疏编码,重构实现振动信号预处理。根据重构信号的包络谱,对比先验计算频率。仿真和实验结果表明,改进字典学习的振动信号检测方法能够有效提取故障频率,适用于故障检测,为基于振动信号实现机械系统智能化维护提供了参考。

信号处理和机器学习是故障诊断过程中的关键技术,针对机械关键零部件的传统诊断技术,提出了一种采用字典学习和AdaBoost算法的信号诊断方法.该方法基于原始振动信号驱动训练数据,通过K-SVD和OMP算法更新字典并对其在字典空间稀疏表示,筛选重构所得增强信号时、频域特征,采用集成算法在AdaBoost神经网络分类器中实现振动信号的诊断.研究表明,采用字典学习和AdaBoost算法的信号诊断方法自适应强,能准确提取信号本质特征,诊断精度高,优于传统诊断技术.

运用牛顿—欧拉方法建立3-RPS并联机器人机构的逆动力学模型。通过使用Simmechanics将并联机器人物理模型导入Matlab/Simulink中,利用Simulink对机构进行动力学仿真以及验证机构的逆动力学模型。针对并联机器人的建模不确定性,提出一种基于不确定性系统的鲁棒控制方案,即分别通过基于标称模型设计系统的计算力矩控制器,来镇定标称系统;通过构建Lyapunov函数来构建系统的鲁棒补偿控制器,来消除由于建模不确定性引起的跟踪误差。通过将控制模型导入Simulink中对其控制效果进行验证,其具有较低的稳态误差精度,效果优于计算力矩控制策略。

基于目前中国隧道施工量不断增加,由此而来的对隧道施工专用工程机械的需求量的增加。应国内某公司需要,该文通过对工作装置、动力装置、行走装置的分析,设计了一种符合中国隧道施工的新型隧道挖装机的液压系统。

根据挖装机的性能要求，分析了节流控制，负载敏感控制和LUDV控制三种阀控方式，得出LUDV控制更适合挖装机。液压泵选择LRCS控制。泵和阀联合控制使挖装机更为高效、节能，操作性能也得到改善。

针对施工现场对隧道挖装机在工作中的要求增加了挖装机集料斗的推铲功能以提高其装渣作业的效率。考虑到作业中可能遇到粉尘飞扬带来的危害增加了喷雾降尘功能。提出了实现这些功能的方案对其进行理论分析和相关计算并用MATLAB软件对参数进行优化确保功能的可靠性。