能量储存和跳跃性能是制约跳跃机器人应用的关键因素。通过深入分析青蛙的跳跃运动,设计了一种变形轮式跳跃机器人机构,实现了能量的高效储存。在此基础上建立了轮式跳跃机构的运动学和动力学数学模型,对跳跃过程进行了详细分析。利用MATLAB对轮式跳跃机构进行了优化设计,确定了杆件的尺寸与弹簧连接点的最佳位置。建立虚拟样机和制作实物样机进行实验,实验结果与理论分析结果相吻合,验证了优化方法和结果的可靠性。

为研究在复杂背景条件下,机器人的移动及越过地形障碍的能力,在动物运动的仿生研究及对猫科动物的观察研究的基础上,设计了一种仿猫跳跃机器人跳跃机构。通过驱动电动机提供运动动力,机器人机构具有储存能量、释放能量的功能,从而实现跳跃运动。通过对仿真结果的分析,检验机构是否能够合理地实现跳跃功能。在建立理论模型基础上,对机构的跳跃运动进行MATLAB仿真,以实现模拟猫跳跃的目的。同时通过分析起跳时各关节角度变化,验证起跳姿态与跳跃稳定性的关系。使用ADAMS建立虚拟样机进行跳跃过程仿真,通过对仿真结果分析,验证了所设计机构的可行性。建立仿猫跳跃机器人原理样机并进行跳跃运动仿真分析。结果表明,该仿猫跳跃机器人的机构设计具有可行性,跳跃高度的控制可通过改变起跳位姿和驱动能量实现,从而为跳跃机器人起跳姿态...

针对大型油浸式变压器故障检测这一特殊工况,设计了一种仿生式内检机器人系统。其中对机器人的仿生结构设计、通信系统方案设计、定位系统方案设计进行了重点描述。在接收终端可以遥控内检机器人运动,同时可以接受内检机器人返回的故障检测信息。油浸式变压器仿生式内检机器人系统经测试可以按照要求完成油浸式变压器故障检测预定任务。

油浸式变压器故障检测仿生机器人是一种可以辅助电网中大型油浸式变压器或者换流器故障检测的机器人。根据仿生学的特点,提出了油浸式变压器故障检测仿生机器人的设计方案,研究了仿生机器人的机构原理及设计过程。针对仿生机器人的密封舱体、驱动机构、沉浮机构的结构设计进行详尽的阐述。基于ANSYS分析平台对仿生机器人的运动学进行仿真分析,验证了仿生机器人整体设计的合理与可靠性。

自20世纪末起,水下仿生机器人就因其独特的推进模式、高效的推进效率而受到学者们广泛的研究。通过模拟千奇百怪鱼类的运动姿态,各种各样推进模式的水下仿生机器人也被开发了出来。研究人员始于身体尾鳍(body and/or caudal fin,下称BCF)推进模式的研究,再衍生到中间鳍对鳍(median and/or paired fin,下称MPF)推进模式的研究,近年来又将MPF细分为了多鳍拍动式、胸鳍扑翼滑翔式和长鳍波动式三种。文中探讨了水下长鳍波动式MPF推进模式机器人的发展起源,并且从原理、结构、材料、流体力学方面分析了近年来水下长鳍波动式MPF推进模式机器人研究现状与发展趋势。

单体水压人工肌肉仅能提供收缩作用,基于水压人工肌肉驱动关节的工作原理,设计了仿生机器人单元模块,能实现伸缩和2个方向的偏转功能。利用水压人工肌肉的力位移特性,对弹簧进行选型计算。搭建了由四水压人工肌肉驱动的单元模块,并完成不同弹簧下的偏转试验,采集水压人工肌肉的收缩力、工作压力以及单元偏角,得到在空载条件下压力变化量与单元模块偏转角度之间的关系曲线。为进一步设计带载模块化仿生机器人奠定基础。

提出了气压驱动的仿象鼻连续体机器人结构设计的思路与方法,在对比分析象鼻与连续体机构的运动性能后,本仿象鼻气动机器人整体结构设计成多个构节串联的形式;通过分析机器人工作空间、灵巧度和可操作度等性能指标,确定机器人采用3构节串联形式;利用Adams仿真分析结果,对各构节最优的间隔盘数目、径向尺寸等设计参数进行了优选。结果表明,设计的机器人可以实现灵活的运动和目标物抓取功能,达到了设计目标。研究揭示了构节数目等设计参数对连续体机器人工作空间和运动学测度的影响。

为了满足军事中对水陆两栖可视环境的探测需求,以海鬣蜥为仿生对象设计一款适合水陆两栖环境的仿生机器人。利用SolidWorks软件建立仿海鬣蜥水陆两栖机器人的三维模型,并设计其控制系统。进一步对机器人爬行步态和游动步态进行设计和分析,通过STM32控制器控制舵机、电机、摄像头等执行部件,实现了仿海鬣蜥机器人的陆地爬行和水中游动。通过样机实验验证了该仿生机器人运动灵活、系统运行稳定,具备良好的水陆两栖环境运动和探测能力。

针对传统高压输电线路巡检机器人作业范围小,受障碍物尺寸限制以及不能跨越引流线等问题,通过观察长臂猿手臂和运动特点,结合仿生学原理,提出了一种基于灵长类动物特征的三臂对称分布式高压输电线路仿生机器人,并建立了机器人的虚拟样机。结合ADAMS软件仿真分析了机器人模拟长臂猿在线路行走及跨越引流线过程,并通过实验反复验证,验证了机器人仿生机构的合理性与稳定性,同时机器人能够稳定可靠的跨越线路障碍,具有越障效率高等优点。

在工业4.0的背景下制造业面临转型升级液压传动技术将发生变革。本文对比分析了液压传动技术从传统走向现代过程中各阶段的特点指出现代液压技术无论在理论研究还是工程应用方面都应突破传统发展模式与现代科技深度融合。从运用智能材料、创新结构设计、引入先进制造技术、拓展新应用领域等方面综述了现时期液压技术在一些典型领域的研究和应用现状。结合新型工业化的特征及现代液压技术目前存在的问题探讨了其未来发展趋势为工业4.0时代液压技术的转型升级、创新发展提供了思路。