四足机器人的单腿是整机的主要支撑单元,同时也是四足机器人底层的运动单元。因此,单腿的设计会直接影响四足机器人的运动能力。针对四足机器人最为常见的Trot步态运动特点,设计了一种能适应Trot步态的新型单腿结构,并从尺寸优化的角度对该新型单腿进行结构优化。数值计算的结果表明,优化后的单腿在增大工作空间范围、减小驱动力矩等方面提升显著,可作为底层结构集成到四足机器人整机系统中去,同时也为四足机器人本体的结构设计提供了一定的理论参考。

多自由度机械臂3D打印能够突破传统平面分层熔融沉积3D打印工艺单一模型生长方向的限制,支持多方向打印。曲面分层和分区规划是机械臂打印的前提。对于具有多支柱结构或曲面变化率较大的模型经过曲面分层后,会呈现出多岛屿的曲面结构特征。传统的基于空间与平面映射关联的分区方法及基于曲面曲率特性的分区方法存在点面信息丢失、区域关系无法准确构建、子区域数量过多、区域划分不合理等问题。针对这些问题,提出基于曲面分层的复杂多岛屿分区方法。通过遍历每个曲面层信息,判断需要分区的曲面层;采用广度优先搜索算法提取同一封闭区域内的点面信息以及轮廓信息;依据原曲面层点面信息的关联将新存储的面片信息进行更新组合成新的曲面完成区域划分。最终,对具有多支柱结构和外表面凹凸变化较大的两种模型进行分区,路径规划的...

通过分析像素梯度分布，提出基于梯度分布的低阈值调整算法．实验证明，改进后的边缘算法能有效地剔除孤立噪声，增强弱边缘信息，更好地为三坐标测量机提供定位信息．

针对六轴机械臂3D打印的关节运动规划问题,基于ROS搭建六轴机械臂3D打印仿真平台。采用KDL正逆运动学求解器及OMPL轨迹规划器对关节运动进行规划。针对末端执行器打印头运动与挤出机运动的不同步问题,通过速度正运动学获得机械臂末端执行器打印头的线速度;根据打印头的挤出工艺参数,建立挤出机的挤料速度与打印头移动速度之间的关系,进行挤出运动规划。结果表明:利用所提方法可实现六轴机械臂在3D打印平台上的集成;打印零件时出丝量较为均匀

针对四足机器人整机对单个支撑腿的要求，对机械腿结构特性和控制系统展开研究。基于对四足动物腿部生理结构分析，提出具有两个主动关节和一个被动关节的四足机器人仿生腿结构，并完成运动学特性分析。通过分析仿生四足机器人控制系统功能与性能要求，提出具有开放性、模块化和结构紧凑特点的仿生四足机器人控制系统方案，基于DSP设计并实现仿生腿控制系统。实验证明仿生腿结构合理，控制系统稳定可靠且具有良好的扩展性，仿生腿系统可作为下层模块集成到仿生四足机器人系统。

四足动物在快速奔跑中会采用跳跃步态,而跳跃步态中腰部的伸缩运动又对速度的提升具有重大影响。针对跳跃步态中腰部摆动对速度的影响,设计了带有腰部主动关节的小型四足机器人,采用了舵机作为髋关节主动驱动器和弹簧作为膝关节被动驱动器,使腿部具有一个主动自由度和一个被动自由度。以STM32芯片为中央处理器设计了包括复位、通信和舵机驱动等功能模块的控制系统。通过软件设计,在实验中实现了四足机器人跳跃步态下的稳定运动和较好的仿生运动现象,验证了控制系统的有效性,观察到了腰部主动关节对四足机器人跳跃运动中的速度影响作用。

基于非完整理论,将摩擦圆盘运动分解合成机构作为关节传动部件,提出了一种新型并链式非完整机械臂,并针对这种四关节机械臂建立了运动模型,通过对其运动规律分析证明了该系统具有非完整性和可控性。并采用将这种机械臂具有的三角形数学模型链式变换的方法,在链式空间对系统进行运动规划。分析表明,该机械臂各个关节能够在规定时间内准确地运动至目标位形,实现了两个控制电机驱动四个关节运动,具有欠驱动特性,为研究轻量化、小型机械臂奠定了基础。

利用光纤光栅传感器截面直径小的优势,将光纤光栅粘贴在直齿圆柱齿轮齿根过渡曲线处,测量弯曲应力将会得到比较好的测量效果。文中利用光纤光栅传感器测量了直齿圆柱齿轮弯曲应力,并对直齿圆柱齿轮弯曲应力解析计算的应力修正系数进行了优化。首先根据弹性理论的两个平面假设,提出在齿根表面一点上沿齿宽方向应力与该点至端面的距离有关,并且沿齿宽方向应力与弯曲应力的比值,在齿宽方向上服从指数函数变化规律;然后利用光纤光栅传感器,测量直齿圆柱齿轮弯曲应力;最后根据光纤光栅测量,优化直齿圆柱齿轮弯曲应力解析计算的应力修正系数。研究结果表明,直齿圆柱齿轮弯曲应力解析计算的应力修正系数取值偏大,比测量得到的应力修正系数大21.8%。直齿圆柱齿轮是最常见的传动装置基本零件,基于光纤光栅测量对直齿圆柱齿轮弯曲应力修...

针对液压管路卡箍松动故障，提出一种基于应变模态变化的卡箍松动识别与定位方法。利用有限元仿真对卡箍在正常安装与松动情况下管道固有频率及应变模态进行分析，并设计基于光纤光栅的应变模态实验测量系统，获取卡箍松动前后的固有频率与应变模态振型并分析其变化规律。结果表明：卡箍松动导致固有频率下降，低阶应变模态振型发生变化，且松动位置附近变化最为显著。根据固有频率与实验应变模态振型的变化可对卡箍松动故障进行识别与定位。

针对高黏度、多组分溶液材料混合的不同要求,综合分析了各种不同类型混合的优缺点,提出了一种切实可行的液压混合系统解决方案.