摘要：雨伞的连杆机构是最经典的可展机构之一,它是由多个平面连杆或悬臂杆构建而成,呈现出来的是一种低刚度和低耦合性的肋式支撑结构。到目前为止,可用来构建高刚度伞状可展机构的空间闭环连杆可展单元很少。为此,开发一类含三转动副(3R)耦合支链的两层两环空间连杆,并以它们为单元构建多环耦合的伞状可展机构。基于自由度和对称性特征分析了此类两层两环空间连杆机构的结构形式。提出了一种简洁高效的模块化组合方法来综合两层两环空间连杆可展单元;根据机构的单自由度要求和结构的对称性建立了单元间的可动连接方式;根据综合得到的可展单元和单元间的可动连接方式构造出一族新型伞状可展机构。不同于传统的雨伞机构,这些新型伞状可展机构呈多环耦合状的桁架式结构,在航天装备、建筑结构、艺术结构等领域具有良好的应用前景。

摘要：伞状机构是铰接径向伸缩机构的一种变形,应用于井下控制工具中。由于其变径范围大,结构不复杂且输入、输出关系明确,因而用途较广。分析了伞状机构的径向伸缩原理,通过几何参数的推算,得出其输入量与输出量之间的关系。对影响伞状机构夹角和外径输出的几个尺寸参数进行分析,得出不同参数对输出的不同影响程度,进而确定影响最大的参数;对伞状机构的受力进行分析,得到驱动力的计算公式;对伞状机构的控制特性进行分析,得到在任意点处的系统传递函数。研究内容对伞状机构的整体设计与使用具有指导意义。

摘要：针对目前管道清洗机器人的缺点,设计出一种可以根据管道内径变化而调整机器自身轮廓直径的机器人,同时使用旋转机构来实现机器人在管道大角度的转弯技术。机器人的整体运动则由直流电机与机械结构配合实现。机器人的直线运动由履带与直流电机构成,在机器人的机腿则由丝杠与螺母和直流电机的配合实现伞状结构以达到机腿在大范围内的伸缩变换。在机器人行进方向的改变上则创新性地使用旋转方式带动履带运动方向的改变,实现在管道内大角度的转弯。污物清洗则使用高压喷头实现;而直流电机则通过调控PWM脉宽来实现调控;在定位系统上则采用出租车定位系统。整体设计上运用巧妙的机械原理,实现了自适应式的伞状机腿伸缩结构,旋转式的转弯技术。为管道清理机器人的设计提供了新的优化方法与借鉴案例。