摘要：拱泥机器人是一种能在水下泥土环境中按照规划轨迹完成攻打千斤洞作业的新型水下特种机器人,蠕动转向运动的实现是拱泥机器人设计中的一个重要环节。为了有效地实现拱泥机器人的转向运动,根据并联机器人机构结构综合理论,设计3自由度蠕动转向关节,该关节具有推进、跟进和转向3个功能,运动过程分为推进动作和跟进动作两个部分。分别针对两种动作的运动学逆问题进行详细分析,给出数学模型及其求解过程,并建立该关节的虚拟样机模型。利用MATLAB软件求解运动学逆问题,利用ADAMS软件求解运动学正问题,并对关节运动学正逆问题进行实例分析。仿真数据表明,该关节设计合理,数学模型正确,为拱泥机器人的运动学、动力学及优化设计研究打下了基础,并为控制系统的设计提供了理论依据。

摘要：针对拱泥机器人在泥土环境中前进时所受转向阻力矩大的特点,结合并联机构承载能力强、运动反解容易等优点,提出采用Tricept型并联机构作为拱泥机器人转向机构的方案,以提高拱泥机器人的驱动能力。给出拱泥机器人机构的整体方案,建立拱泥机器人各杆件坐标系的变换矩阵。通过对拱泥机器人运动特性的分析,建立拱泥机器人运动轨迹的数学模型,利用计算机仿真技术模拟出拱泥机器人运动的整个过程,并给出拱泥机器人在有无障碍物情况下转向关节的角度变化。仿真结果为拱泥机器人在机构设计与路径规划研究等方面提供了依据,为拱泥机器人的运动学、动力学的分析与仿真以及虚拟样机的建立打下了一定的理论基础,同时也为其他仿生机器人的运动特性分析提供了一种有效方法。

摘要：为了提高拱泥机器人在泥土中转向的灵活性,从仿生机构的优化设计的角度出发,在对蚯蚓的生理结构与运动机理研究的基础上,提出了拱泥机器人的基本构成及其转向节的设计方案。从力学的角度分析了影响拱泥机器人转向灵活性的主要因素,利用姿态固定的位置空间方式对拱泥机器人转向节的工作空间进行了降维式研究,对转向节与支撑机构的装配关系进行了修正。通过数值计算和仿真分析得到了转向节的结构参数和运动参数对其自身的影响。

摘要：为了提高产品的自动装配与设计变更的效率,提出一种基于三维模型模板且由布局图驱动产品自动装配及更新相结合的设计方法。在该设计方法中,确定产品结构的位置及尺寸关系,在布局图中指定相应的关系、参数及设计基准,建立三维模型模板且自动完成装配,在Microsoft Visual C++6.0的集成环境下,利用开发工具包Pro/TOOLKIT,针对布局图中的参数和关系式进行编程,实现设计参数及关系式的检索与修改,同时根据新的参数值生成新的设计方案。该设计方法能够轻易地实现产品的自动装配及其设计变更,并将其方法应用于拱泥机器人整机设计的过程中,保证了拱泥机器人处于不同的工作环境下的自动设计变更的可行性。

摘要：助力型外骨骼可有效提高步行效率。以踝关节助力需求为研究对象,通过梳理国内外文献资料,阐述了踝足助力外骨骼的技术发展历程与研究现状。通过对比分析现有踝足助力外骨骼在结构形式、能源转换、驱动方式等方面的技术特点,描述了不同外骨骼的助力原理、构型设计、控制策略及其代谢损耗情况,进而探讨目前亟待解决的问题,并对其发展趋势做出展望。

摘要：针对温室灌溉方式落后、自动化程度低和作物成长吸水效率差等情况,将单片机控制技术应用于温室设施农业灌溉过程中,提出了一种以AT89S51单片机为核心模块的智能控制系统设计方案。该系统以传感器实测土壤水分经模数转换后的数据作为输入信号,经单片机与上位机的通信和运算处理后,输出灌溉参数实时控制继电器,实现灌溉的调控功能,达到对作物适时适量灌溉的目的。

摘要：水下作业工具库换接装置主要用于连接水下作业工具与水下作业机器人所携带的液压源,为水下作业工具提供液压动力。设计一种换接装置,可实现2组液压回路的水下无污染连接。将换接装置公头总成与母头总成的对接过程简化为孔与轴的对接过程,利用ADAMS软件对给定参数下的对接过程进行仿真,结果表明:存在角度偏差时装置的对接力较大。

摘要：面向老年人日常行走助力方案及锻炼方式的关注度日益提升。本文针对不同肌肉骨骼参数,构建了适用于中国人体质的肌肉骨骼模型,利用OpenSim分别获取平地行走模式下衰老因素、身高与体重对人体下肢肌肉代谢及各关节扭矩的变化情况,探究肌骨参数对下肢运动的影响规律,并以下肢运动代谢为评价指标,通过正交试验综合评价相关肌骨参数对其影响程度。上述研究方法及结果为外骨骼助力行走装置的方案设计及科学运动锻炼的拟定提供了理论参考与数据支撑。

摘要：文章以果实采摘为研究背景,基于ROS机器人仿真平台提出了一个橘类果实采摘机器人系统设计实验教学方案。使用SolidWorks软件建立6自由度机械臂三维实体模型,借助插件生成URDF文件,并在ROS环境中通过MoveIt!配置了机械臂运动学参数,使用Rviz实现了机械臂运动仿真可视化。基于果实颜色特征和霍夫变换原理,提取果实轮廓以获取果实圆心坐标,采用Realsense D415深度相机获取果实深度信息,从而获得相机坐标系下果实的位置。采用串口通信方式及舵机数据传输协议,构建了机械臂运动控制的信息交互通道;基于ROS节点与话题机制,构建了机械臂运动规划架构;基于采样算法进行IK求解,实现了果实采摘机器人运动规划仿真与控制的同步。

摘要：在对深根中药收获机振幅调节机构和振动挖掘铲分析的基础上,采用设计点参数化的方法建立了挖掘铲挖掘机构的仿真模型,并分别对影响收获机性能的主要因素—偏心距、入土角度和机具前进速度进行了仿真研究,为振动式挖掘机械的设计开发提供了技术支持。