摘要：闭环机构在工程实际中有着广泛的应用,但在对其进行动力学分析时,由于约束耦合的存在大大增加了计算的复杂度。把针对固定基座操作手高效的动力学关节体(Articulated-body,AB)算法、地面和足部接触的解耦结构树(Decoupled tree-structure,DTS)建模方法和处理运动约束的硬约束方法结合起来对闭环机构进行动力学分析。同时采用一种能动态选择的Baumgarte修正参数方法来处理运算过程出现的违约问题。作为计算实例,根据使步行机器人运动时机身产生较小的起伏变化对足部运动轨迹的要求,设计一种采用闭环的六连杆作为腿部机构的六足机器虫。基于推导所得到的算法,通过C++语言编写程序对该机器虫进行仿真,结果和由ADAMS得到结果近似,表明了该算法的正确性;同时由运动位移曲线验证了所设计的机器虫满足预定的运动要求。

摘要：软体机器人运动时具有高柔性,执行任务时又能展示出强刚度,在军事侦察、灾难救援等复杂环境探索与检测方面具有重要的应用价值。结合主动驱动的网络气动结构与被动驱动的堵塞机构的优势,提出实时变刚度的软体驱动器,研究其变刚度机理和动态建模方法。首先,提出了气动-堵塞机构耦合的软体驱动器模型;其次,利用赫兹接触模型,建立机器人运动数学模型,从理论上研究其变刚度形成机理;再次,利用有限元对气动驱动结构进行分析,研究空腔内压强、形状和大小对软体机器人弯曲角度的影响,并进行了优化;最后,制作了变刚度软体机械臂样机,验证了软体驱动器的变刚度性能与运动性能。该研究有望为变刚度软体机器人设计与刚度调控提供新的理论和技术支持。

摘要：为方便医生对病人日常生活状态下足-地面反力的远程监诊,设计了鞋垫式足底压力测量系统。在足底压力的动态测量过程中,压力传感器的模拟信号经过放大滤波调理和数模转换后,通过Zigbee无线模块发送至SQL数据库,使用LabVIEW后处理程序实现足底压力的远程读取。基于足底压力数据,利用多元线性回归算法建立了足-地面反力的多元线性回归模型,发现FSR402传感器在测量10 N以下的压力时精度较高,当压力达到10 N及以上时精度显著下降。鞋垫式压力测量系统通过2次对比实验所测的测量值和预测值之间的误差为0.2488%和0.7318%,位于工程应用可接受的误差范围之内,而产生的误差以及预测力负值的原因是传感器精度和足部与鞋垫之间的黏弹性。

摘要：基于仿生学原理,应用连杆机构学中的R obert原理,设计出一连杆轨迹能较好地近似于机器人理想足部轨迹的六杆机构。并通过ADAM S动力学仿真软件,对用这一连杆机构作为腿部机构的六足机器人进行了前进和转弯步态仿真。仿真结果表明该机器人具有良好的移动性能。

摘要：设计一种用于微创手术(MIS)的圆锥形内凹面触觉传感器,不仅可以分析接触力,辨别不同软组织的相对硬度,而且能得到软组织的材料参数,进而辨识组织和可能的组织病变。首先,建立传感器与弹性体间的接触模型;然后,根据弹性与粘弹性对应原理建立传感器与粘弹性体的接触模型,解算出剪切模量等参数信息;最后,通过实验验证了该传感器的可行性。