实现移动机器人的同步定位与建图（SLAM）是实现移动机器人真正意义上自主导航的关键。越来越多的研究者开始关注基于机器视觉的SLAM技术，这是因为它具有丰富的信息和低廉的价格。针对传统的室内环境下的3D SLAM存在实时性差、鲁棒性低等问题，提出了一种改进的RGB-D SLAM算法，利用主成分分析法（PCA）对特征描述子进行降维处理，以加快图像匹配的速度。同时针对RGB-D SLAM过程中平移和旋转较慢这一特征，提出了一种将图像区域分块匹配的方法，提高了特征点匹配的效率，降低了误匹配率。同时限制所划分的区域内的特征点数目，使得提取到的图像特征更均匀。为了克服原始RGB-D SLAM的效率不佳问题，采用了RTAB-MAP来实现RGB-D SLAM。在后端，g2o用于机器人的轨迹和全局地图优化。

针对液压机器人关节研究中存在关节径向尺寸过大,运动范围偏小,控制精度有限等问题,提出了一种阀芯径向力平衡、伺服盲区小的液压转角伺服阀来解决该问题,设计了对应的液压转角伺服阀,并基于该液压转角伺服阀设计了液压关节。该液压关节尺寸小、力矩大。仿真实验结果证明该液压关节响应快,运动平稳性与稳定性好,运动精度高,带负载能力强。

为了提高液压机械臂的人机物理接触安全性,本文基于液压转角自伺服柔顺关节构建液压机械臂模型,通过仿真模拟研究了机械臂与外界发生意外碰撞及主动接触时的主动柔顺控制。模拟结果表明,当机械臂与环境发生意外碰撞时,借助所改进的阻抗控制策略,机械臂可以快速逃离碰撞物并与碰撞物保持一个安全的接触力值;当机械臂对未知环境进行力控任务时,采用变阻尼阻抗控制可以实现零稳态误差、低过冲和快速上升的力响应。

针对当前在嵌入式平台上的三维重建实时性和点云配准精度下降的问题,提出了一种简单的位姿估计方法并在此基础上实现了基于视觉的三维重建。将差动式驱动的移动机器人运动简化为在同一时刻只有水平转动或者同一时刻只有直线平移。对分解后的两种运动形式采用不同的简化算法,在降低计算量的同时保证模型精度。通过基于标准数据集的离线实验和基于真实环境的机器人在线实现结果表明,提出的方法能够满足室内环境重建的精度和实时性。

针对叶片式摆动液压缸的泄漏问题,设计一种门型密封结构,该结构具有“自密封”优点,能够根据工作压力的变化调节密封压力,对密封面进行自适应密封。基于有限元分析方法,在ANSYS中建立门形密封结构的接触模型,研究预压缩量、工作压力对接触面压力和油膜厚度的影响。结果表明：当门形密封结构的预压缩量在0~2 mm,工作压力在0-3 MPa范围内时,密封面的接触应力分别同预压缩量和工作压力呈线性关系,反映自密封功能非常理想;同时密封面油膜分布呈楔形分布,具有良好的承载能力和润滑性,减少了密封面的摩擦力,提高了叶片式摆动液压缸缸的运动效率和稳定性。

改良新型旋转液压伺服关节，设计了基于此关节的回转及摆动模块，为了便于分析，由这两种模块组成六自由度旋转液压伺服机器人构型，并针对六自由度旋转液压伺服机器人多种构型正逆运动学统一求解难，利用局部指数积方法和遗传算法相结合建立六自由度旋转液压伺服机器人多种构型正逆运动学统一求解方法，绘出适应度函数、最优末端位置和姿态差函数曲线图，并列出数据和表格，证明此种方法对六自由度旋转液压伺服机器人多种构型正逆运动学统一求解具有可行性，同时能为其他可重构模块化机器人提供借鉴。

为了研究旋转液压伺服关节自伺服特性和内部流场的瞬时流动情况，利用Fluent软件中的动网格和UDF技术对其内部流场进行了动态数值模拟，并分析了其内部流场中的压力、流速及叶片受力的瞬时变化规律。结果表明：该模拟方法突破了以往CFD稳态模拟的局限，更能真实地模拟出关节内部流场的瞬时变化情况，为关节优化设计提供了理论依据。通过分析可知该关节具有较好的自伺服特性，能在负载力矩为100 N＆#183;m情况下，完成对阀芯输入信号的快速跟随。

针对机器人关节中普遍存在的运动耦合、运动不够平稳、输出力矩小等问题设计了一种径向配油的单叶片转角自伺服液压摆动缸将其作为液压机器人关节的驱动机构该液压摆动缸具有运动平稳、输出力矩大的优点且其降低了液压机器人关节尺寸。通过ADAMS对三自由度解耦液压自伺服关节进行运动解耦性分析验证然后利用MATLAB/Simulink仿真记录三自由度液压自伺服关节末端所能到达的空间轨迹最终绘制出该三自由度液压关节的工作空间。仿真结果表明该三自由度液压自伺服关节具有运动平稳、输出力矩大、运动解耦、工作空间大的特点。

提出了一种利用迭代法求解可重构液压白伺服机器人逆解的方法。对可重构液压白伺服机器人关节做了定义，得出了相邻两动力模块较优连接方式表；探讨了3个动力模块之间的连接方式，建立了D-H参数库一，再根据动力模块与末端执行器之间的连接方式建立了D-H参数库二；介绍了机械臂数学模型，并选定了一种构型，根据该构型便可确定与其相对应的D-H参数，并得到了该构型的正运动学方程组；最后通过迭代法求得了可重构液压白伺服机器人逆解，并利用ADAMS软件验证了逆解的可行性。仿真结果表明：利用迭代法求可重构液压白伺服机器人运动学逆解是切实可行的，且迭代法适用于任何构型求逆解。

根据液压系统固有频率公式对液压自伺服摆动缸进行动态特性分析通过分析影响其动态特性的四个参数得出在一定条件下欲提高液压自伺服摆动缸的动态特性必须对其进行结构优化以便获得尽可能大的工作腔每弧度排量.在此基础上提出了一种利用遗传算法对液压自伺服摆动缸结构进行优化的方法.为提高液压自伺服摆动缸的动态特性建立了其三大状态方程及Simulink模型分析了液压自伺服摆动缸系统固有频率式中4个参数对其动态特性的影响并利用遗传算法获得了其结构参数最优解将最优解与初始值分别代入Simulink模型进行仿真仿真结果表明:利用液压自伺服摆动缸系统固有频率公式来研究其动态响应特性是正确可行的该系统固有频率公式也可以应用于其他液压系统动态响应特性分析;利用遗传算法对液压自伺服摆动缸进行结构参数优化与优化之前相