这城以某型反铲液压挖掘机为研究对象,用螺旋理论对挖掘机进行了自由度分析,对挖掘机进行了参数建模,并基于螺旋理论、微分及对位置方程直接求导的三种方法对挖掘机进行了速度加速度分析,并给出了求解速度加速度的算例,最后求解了挖掘机的工作空间;挖掘机实际工作过程中,由于土壤环境的复杂性,为保证挖掘机平稳连续的工作,在一定运动学约束范围下提出了一种基于粒子群算法的无障碍最优时间轨迹规划;文章进行了挖掘机的Adams仿真实验,对Matlab中进行的数值轨迹规划进行了仿真,结果证明了Matlab中轨迹规划的正确性。文章为反铲液压挖掘机的设计提供了一种参考,提出的无障碍最优时间多项式插值规迹规划在避障的同时节省了工作时间,使挖掘机能更加高效平稳的工作。

由于人工髋关节材料摩擦磨损特性检测结果的准确程度与试验设备运动准确性有关,选用3SPS＋1PS并联机构作为试验机髋关节仿生模块的核心部分。通过Pro/E与ADAMS联合对此类并联机构进行建模,然后根据正常人体髋关节的生物运动及力学特性,在ADAMS中对其进行运动学、动力学仿真模拟。通过仿真结果得知：各支链的主要运动集中在并联机构的Z方向上;支链r2的运动曲线最为复杂,其位移、速度、加速度的幅值相对来说最小;r1运动曲线幅值最大。机构承受的外力主要作用在支链r0和球副r01的Z方向。分析结果为此类并联机构的机械结构、误差灵敏度分析及相应控制系统的下一步设计奠定基础。

下肢助力型外骨骼辅助行走过程中两个重要问题为:关节驱动力矩匹配及人-机动作协同。所研制液压驱动型下肢外骨骼可通过动态调节溢流阀来设定外骨骼助力值,能适应不同助行负载。通过建立人体下肢关节与外骨骼关节位置映射关系、外骨骼关节角度与液压缸推杆位移关系,得到助行过程中液压缸推杆位移曲线。将该下肢外骨骼简化成支撑脚固定、摆动脚浮空、周期性移动的空间6连杆开环结构。建立关节坐标系模型,对设计的下肢外骨骼进行运动学建模与分析,得到摆动腿踝关节空间位姿与外骨骼关节角度的运动关系。通过两组人体标准姿态数据,验证对应下肢外骨骼简化结构的准确性。

以液压支架四连杆机构为研究对象,结合四连杆机构的运动简图,构建了四连杆机构的运动模型,借助MATLAB开展了基于牛顿-辛普森法的支架四连杆机构运动理论分析,并与ADAMS仿真结果进行对比,证明了理论分析的正确性,并分析得到了支架升降架过程中前连杆与掩护梁角加速度的变化曲线。同时基于Simulink平台构建了四连杆机构的运动仿真模型,并证明了仿真模型的正确性。可为液压支架的运动检测提供理论基础。

为了解清污机主臂的工作性能,对其在工作过程中的位移、速度与主臂液压缸的受力情况进行了分析。通过闭环矢量分析建立了液压系统的运动学方程,在ADAMS中对整个主臂进行了动力学仿真,仿真结果可为清污机主臂设计合适的液压系统、选择合适的液压元件提供参考,从而使清污机能够平稳运行、高效清污。

为了满足脑卒中患者日常需求,更好地进行康复训练,设计一款可穿戴式的上肢康复机器人。通过SolidWorks结合人体上肢结构进行整机结构设计,运用MATALB建立起上肢康复机器人的数学模型并进行运动学分析,得出上肢康复机器人各个关节的旋转角度关系,再进行数据验证和可达空间位置分析。验证和分析结果可以满足患者的日常需求。基于五次多项式插值算法对上肢康复机器人进行“取杯子”任务的轨迹规划和模拟仿真,仿真结果满足设定要求,可为患者提供良好的康复训练。同时计算和仿真数据为康复机器人运动控制提供数据支持。

针对一种新型浆料挤出系统的精确控制要求,根据该挤出系统工作过程中不同的运动状态,对系统各部件之间的相对运动关系进行分析。构建步进电动机与挤出杆运动学关系模型θ-s模型,v一ω模型。依据θ-s模型,利用Matlab软件求出挤出杆部件运动轨迹与工作空间,并分析其运动特性以确定挤出杆运动稳定性的影响因素。根据所建立的挤出杆运动学模型——”一山模型,结合流体连续性方程,构建系统运动控制模型,为挤出系统控制方法的研究提供理论依据。最后根据样机实验对该控制模型的可行性与有效性进行分析,结果表明实际输出质量相对于理论数据小0.1~0.15g,但线性变化情况较好,稳定性最佳情况抖动量不超过0.05g。这为后期运动控制算法的引入提供理论参考。

机械臂的正运动学以及逆运动学一直是机械臂研究领域的基础以及关键性问题,这里针对于一种带指向机构的二自由度机械臂,提出了一种基于几何法的运动学分析,根据机械臂的结构特点和运动约束,对机械臂的运动学进行分析,建立了该类型机械臂的运动学模型,通过几何方法得到了以关节角度为变量的运动学模型,并在理论推导的基础上编写该机械臂的分析界面,仿真验证了正运动学模型以及运动学逆解的正确性,运动学逆解可以用于机械臂指向机构的精确定位以及轨迹规划。

针对具有强耦合和高非线性并联机器人的轨迹跟踪控制研究,设计了一种基于神经网络滑模控制器的控制系统。在传统滑模控制的基础上,利用神经网络算法实时修正系统非线性项和不确定参数的功能,有效抑制了SMC系统的抖振现象。建立了3-RRR平面并联机器人的结构简图和Matlab模型,并采用闭环矢量法得到了机器人的运动学反解,为控制系统提供了参考输入。基于机器人的简化动力学方程,设计了一种RBF神经网络滑模控制器,并构造Lyapunov函数证明控制器的稳定性。分别采用传统滑模和神经网络滑模控制方式对机器人的轨迹跟踪进行仿真分析。仿真结果表明：神经网络滑模控制器具有更好的轨迹跟踪精度和较小的稳态误差,验证了神经网络SMC控制器的有效性。

以ＹＺＢ－３８Ｃ型斜盘式轴向柱塞液压泵进行运动学分析，给出了柱塞相对缸体和柱塞相对斜盘的运动分析表达式。