液压四足机器人作为典型的仿生足式步行机器人,因其具有高机动性、强负载能力和运动平稳等特点而备受人们的关注。电液伺服缸作为其动力执行元件,要求具有低摩擦、良好的抗侧向负载能力和高速运动的特性。以静压支承结构液压缸导向套为研究对象,利用FLUENT软件对静压支承导向套的矩形和工字形油腔的油膜特性进行分析对比,分析了活塞杆移动速度、偏心量与油膜承载能力、摩擦力、泄漏量之间的关系以及进油流量与油膜承载能力、摩擦力和进口压力与泄漏量之间的关系,为优化静压支承结构参数提供了理论依据。

针对四足机器人运动过程中存在的自碰撞问题,采用距离函数法,通过对腿部选取特征点,并对特征点之间的距离检测,进行足端的轨迹规划。研究过程中,建立了四足机器人的三维模型,并给出了四种自碰撞位置检测模型,对腿部运动空间的分析,每条腿上选取两个特征点,用距离函数法对特征点间距离进行控制,进而实现对腿部的控制。经过仿真分析和实验得出,应用距离函数法可以将两足端的最小距离控制在34.72mm处,有效的避免机器人在行进过程中腿部之间存在的碰撞问题。

针对液压四足机器人工作效率低、响应速度差的问题,采用机器人squat步态下的关节轨迹与最优负载匹配相结合的方法进行了深入研究。建立了机器人三维模型,并进行了运动学分析,获取了机器人squat步态下的关节驱动函数。进行了机器人动力学仿真分析,获取了动力机构的关节轨迹。建立最优负载匹配,得到了机器人动力机构的最优匹配参数。最终通过AMEsim仿真与机器人样机试验对该研究方法进行了验证。结果表明,在满足负载的前提下,当供油压力取17 Mp,伺服阀空载流量取7.7 L/min,活塞直径取26 mm时的动力机构工作效率高,并且响应速度快,验证了该方法的有效性。

利用Mach-Zehnder干涉原理,在单模光纤测重力加速度的装置中,提出了一种应用液体配重的方法设计出的轴心式传感器探测装置,并对此种设计形式进行了理论推算,得出了加速度与设计参量的关系,分析了此种设计的有效性.

针对涡街流量计的测量数据实现无线远传的需要,依据GSM的通信协议,采用GSM MODEM模块,设计了基于GSM MODEM短信平台的低功耗涡街流量计.模拟运行表明,该系统能够准确测量瞬时流量、累积流量,并实现涡街流量计与上位机之间准确的数据传输,准确度为1.0级.正常工作电流350μA,待机工作电流120μA,并且系统运行稳定.

分析了热电偶温度测量不确定度、温场稳定度测量不确定度和温场均匀度测量不确定度,为精密环境的温场参数测量和控制提供理论保障.分析表明,热电偶测温不确定度与热电偶热电动势、参考端温度传感器的测量不确定度密切相关;温场均匀度测量不确定度与热电偶热电动势的测量不确定度密切相关;温场稳定度测量不确定度与热电偶热电动势和温差拟合函数的关系密切,在一次线性拟合的条件下取决于拟合函数的斜率.针对测量过程中存在的脉冲噪声和热电偶非线性的干扰,结合精密环境温度信号变化缓慢的特点,提出综合运用均值滤波和中值滤波处理热电偶热电动势测量数据去除测量中脉动噪声和热电偶非线性对测量结果的影响.

通过对齿轮强度计算公式的分析，得出了小齿轮齿数试取值不同，对齿轮的齿面接触疲劳强度影响不大，而对齿根弯曲疲劳强度却有很大影响．因此，运用迭代计算法使Ｚ１Ｌｉｍｔ≈Ｚ１，可满足齿面、齿根等强度的要求．采用近似计算法，对小齿轮齿数的计算结果进行调整，最终可获得满足选定设计条件的齿轮齿数最多、模数最小、中心距最小的设计．

采用从功率输出端出发，沿功率传递的逆方向弄清楚每一条功率传递路线，提出了新的计算机械传动系统效率的通用公式。它对串联、并联和一般的机械传动系统同样适用，并使计算简化，提高了计算准确性。

为了实现电液伺服机构驱动速度自动调节,抑制和消除扰动的影响,利用测速电机和电位器作为反馈元件,油缸作为驱动执行元件,PID为核心及相应的信号处理等电路构成观测器重构状态反馈控制元件,构成了等价闭环控制系统,给出了油缸和伺服机构驱动原理及观测器重构状态反馈系统的设计方法和实验过程.经实验证明,本系统能够得到往复直线运动速度自动调节,实现了双杆活塞液压缸对称相等的驱动速度,具有快速抑制和消除系统扰动作用的功效.

针对灌木果树振动问题,基于乔木果树振动理论,考虑灌木主枝、主根及与主根粘连的土壤都消耗振动能量,建立蓝莓灌木振动模型,分析果树主枝及主根的能耗。以北村灌木为研究对象,对所建模型参数设置并进行扫频激振数值模拟,得到灌木主枝获得较大振幅的频率范围和激振位置,研究成果可以指导蓝莓振动采摘装置参数设置,为以蓝莓为代表的小浆果振动采收机的研究提供理论依据和技术支持。