针对现有的仿下颌机器人仿生性不足,提出一种绳索驱动的仿下颌机构。首先,基于人体口颌系统冗余驱动特性、肌肉单向拉力的特性以及咀嚼肌附着点位置,进行仿下颌机构设计;该仿下颌机构采用6根绳索仿人体口颌系统的三组主要咀嚼肌(咬肌、颞肌和翼外肌),采用一对点接触高副仿人体口颌系统的颞下颌关节;然后,分析机构和推导运动学方程与雅克比矩阵;接着,为研究绳索的这种单向力特性与位形之间的关系,对该机构进行了力封闭空间分析;最后,在Adams中建立仿真模型,进行下颌功能运动(开闭运动、前后运动、侧方运动)的轨迹规划,分析绳索长度变化与人体咀嚼肌伸缩的相似性。

针对RK270型柴油机曲轴箱气缸孔加工精度要求高、加工难度大等情况,从工件定位、刀具选用、数控程序编制和切削液选用等多方面进行分析、论证和验证,通过优化和改进,找到了合理的气缸孔加工方法,保证了产品质量,提高了生产效率,为同类产品加工提供了经验借鉴。

手部康复装置是用于手部功能恢复治疗的装置,刚性装置柔性不足、贴合性差,容易造成二次伤害;软体装置驱动力小,且复杂软体装置不易制作。为克服刚性装置与软体装置的缺点,提出了一种结合软体关节与刚性指节的可穿戴手部康复装置。分析人手的生物结构,设计软体关节结构并分析其弯曲特性,基于刚软结合设计气动手指执行器,并进行有限元应力与变形分析;完成软体硅胶关节模具和手部康复装置的制作;搭建气动手指执行器测试实验平台,测试刚软结合手指执行器的弯曲特性和指尖力,并进行手部康复装置对不同形状物体的抓取实验。结果表明所设计的刚软结合可穿戴手部康复装置可实现手部抓握等运动功能的康复训练。

为解决现阶段软体机器人与人手贴合较差、自由度不够、驱动力小等问题,设计了一种带有双向弯曲模块和伸长模块、可实现多个自由度独立或耦合运动的软体机器人。利用有限元仿真分析方法建立了软体驱动器模型,融合多种柔性材料,保证驱动器可以提供足够大的驱动力。利用传感器实现了对弯曲特性的跟踪。实验验证表明该软体机器人可以完成抓握训练、手势训练等,满足患者不同康复阶段的训练要求,指尖力可达到5.1 N,可对患者日常的手部康复训练运动起到辅助作用。

针对利用视觉引导的工业机器人进行轴孔装配,提出了一种基于图像深度信息集的工件圆孔检测方法,对三轴磁流体密封装置上的轴承孔进行了边缘特征提取和检测实验。首先利用3D相机采集对齐的三轴磁流体密封装置的彩色和深度数据流样本,根据待检测轴承孔所在平面的深度信息提取出该轴承孔在深度图像中的所有像素坐标。然后对彩色图像矩阵进行相应的数据处理,再经霍夫圆变换即可检测出该轴承孔的相关参数信息。实验结果表明,基于图像深度信息集的霍夫圆检测克服了传统霍夫变换无法单独识别特定的圆以及复杂背景下的错检和漏检等缺点,对复杂情况下的工件圆孔识别和检测具有一定的指导意义。