处理多体系统动力学问题的传统方法是拉格朗日方法,但是在求解过程中会引入拉格朗日乘子,增加了求解显式动力学方程的难度。针对四足机器人动力学建模复杂的问题,基于Udwadia-Kalaba(UK)理论研究了四足机器人的单腿模型,建立了一种求解其显式动力学方程的新方法。为了简化获得方程的过程,使用UK方程来处理运动约束。考虑到真实环境的不确定性,利用滑模控制原理设计了一个非线性控制器来跟踪运动轨迹。数值模拟结果证明了动力学方程与控制器的正确性和有效性。

液压油是工业润滑油的主要品种,广泛应用于冶金机械、工程机械、汽车、船舶以及航空、航天等尖端行业。一些企业对液压油有较高的特殊要求,特别是一次装油量较大的企业。其中,混兑相容性是一个重要的因素,要求油品不但可以混兑,混兑后的一些重要指标还必须满足设备需求。文中以液压油开发应用中的一个混兑试验为例,分析了混兑试验对油品过滤性和聚氨酯橡胶密封适应性等性能的影响。结果表明高比例混兑,对油品正常使用没有影响,满足设备需求。

针对滑模控制算法本身固有的抖振问题,设计一种新的模糊滑模控制器。利用拉格朗日方法建立双关节机械臂的动力学模型;基于Lyapunov稳定性原理,根据滑模到达条件,利用模糊规则对切换增益模糊化并代替原切换增益,以此设计了新的模糊滑模控制器;用MATLAB/Simulink进行仿真,并与普通的滑模控制器做比较。结果与原控制器相比,在具有外界非线性干扰的情况下,模糊滑模控制器对抖振仍有很好的消除作用,具有更优良的控制性能,更好的跟踪效果,更快的响应速度。文中所做的研究对实际机械臂的运动控制具有一定的参考价值。

针对室内移动机器人在动态环境下不能准确估计位姿的问题,提出一种结合帧差法和背景补偿的RGBD视觉同步定位与建图方法。利用ORB方法进行特征点检测和匹配,然后利用LK光流法部分消除动态物体对全局运动估计的影响并进行背景补偿,最后使用帧差法得到动态目标,在位姿估计中去除动态目标上的特征点,加上形态学腐蚀和膨胀运算去除噪声对提取目标过程的影响。在TUM数据集下的实验表明,提出的方法可以有效提高定位精度,减少动态物体的影响。

针对现有移动机器人路径规划方法运行效率低的问题,提出一种基于改进模糊自适应遗传算法的路径规划方法。基于领域知识对初始路径进行可行性筛选,提高可行路径比例。采用模糊逻辑控制器动态整定遗传算法运行参数,提高路径寻优速度,避免陷入局部最优路径;综合考虑机器人运行安全性要求,引入余弦函数平滑度评价因子,对不同的路径夹角施以不同的惩罚项,以改善路径平滑度。仿真结果验证了改进算法解决路径规划问题的有效性。

解决家庭服务机器人的定位问题是机器人能顺利完成其他家庭生活任务的基础。设计了基于ZIGBEE、RGBD视觉传感器和二维码三种定位的方法，针对这三种定位方法的定位精度最终选择以二维码作为家庭服务机器人的定位方法的基础，提出一种结合视觉传感器的家庭服务机器人定位算法。该算法通过在世界坐标系中以二维码为绝对坐标系坐标建立家庭服务机器人的相对坐标，从而计算出家庭服务机器人在绝对坐标系中的坐标。验数据表明，结合视觉传感器的二维码定位算法，全局定位精度可达到16mm，很好的解决了家庭服务机器人的室内定位问题。

为了提高移动机器人在未知障碍物环境下的避障性能，使用超声波感器，结合模糊逻辑对移动机器人避障进行了研究。针对传统模糊逻辑避障规则较多，运算量大以及在较大的转弯处不能成功避障的缺点，给不同距离的障碍物赋予不同的权值，添加有效障碍物范围搜索框，使得移动机器人避障效率得到提升，在通过较大的转弯处能够成功避障。通过LabVIEW仿真实验证明，该方法能够使移动机器人成功避障。与传统的模糊逻辑避障算法相比，改进后的避障算法避障成功率提升45％-70％。

针对机器人运动轨迹求解过程中,因5次多项式插值法而产生的突变现象,提出一种改进的5次多项式插值法。以某公司生产的ER3A-C60型工业机器人为研究对象,首先采用标准D-H参数法建立了机器人的连杆坐标系,然后创建机器人仿真模型并进行运动学正解、逆解的求解,做出了机器人末端的工作空间点云图。在求解机器人运动轨迹过程中,提出了一种5次多项式插值与B样条插值相融合的方法以消除突变现象,经实验对比论证后发现,优化后的关节相关曲线更加光滑平稳,能较好地消除突变现象,避免了机器人在运动过程中因振动和冲击的发生而影响机器人使用性能和寿命。

7075T6汽车电磁阀套具有壁薄、尺寸公差与形位精度高、加工难度大的特点,文中选用德国车铣复合加工中心,采用内撑软爪装夹完善了零件车铣复合加工工艺。研究表明内撑爪与工件之间的有效接触面和夹持力大小是影响工件变形的主要因素。

通过解决国内某压水堆核电厂专设安全系统(安全注入系统和安全壳喷淋系统)泵试验管线振动高的工程实例,提出压水堆核电厂专设安全系统泵试验管线设计注意事项,可为电厂工程设计人员解决实际问题提供参考,本文所提的问题和方法对其他具有类似运行工况的大型泵试验管线的设计具有借鉴的意义。