针对煤矿井下人工作业劳动强度大的状况,设计出一种用于辅助人体搬运和操作气动风镐等重型机具的外骨骼助力机器人。介绍了该外骨骼各部位的结构设计与功能;利用ADAMS软件对该外骨骼的人机穿戴模型进行了行走步态的运动学与动力学仿真,以验证其结构设计的合理性,重点对人体的脚底压力和背部受力进行分析,讨论外骨骼的助力效果和穿戴舒适性因素。进行了实物样机穿戴试验,对外骨骼的助力效果和穿戴舒适性做出了量化评估,验证了仿真结果的正确性。结果表明穿戴该外骨骼机器人相比纯人力作业可以降低下肢脚底19%的负重,并减轻背部肌肉60%的劳动强度,缓解肌肉疲劳。

稳定行走是外骨骼机器人研究的一个关键问题,也是实现其他功能的根本前提。基于人体步态研究和双足机器人ZMP(零力矩点)理论,推导出ZMP的计算公式;通过Adams软件仿真和外骨骼穿戴实验得出平地行走、越障两个特征动作下的人体和外骨骼人-机系统的ZMP轨迹;分别对比同一动作下的人体和外骨骼人-机系统的稳定裕度研究外骨骼人-机系统的稳定性。仿真和实验结果表明外骨骼人-机系统稳定裕度较人体差,但完全可以满足平地行走、越障两个动作的稳定性要求。

轧机是计算机控制的复杂机电系统。由于设计问题、结构损伤或系统故障,在某种条件或干扰下,可能产生持续自激振动。轧机的这种运行故障严重影响产品质量,损坏设备,甚至使生产中断。提出一种基于多参数同步综合测试、系统辨识和动力学分析与修改的综合方法,从试验与理论上分析了轧机产生自激振动的原因与消除方法。在研究的工程实例中,由辊缝位移传感器安装结构的动力学特性造成辊缝位移信号的响应延迟,引发板厚液压控制系统(AGC)非线性自激振动,从而产生整机持续的剧烈强迫振动。通过结构动力学修改,最大限度地减小位移反馈信号的延迟时间,大幅度地提高了系统的闭环稳定性,消除了正常工作条件(或正常扰动)下的自激振动,从而保证了轧机高效、稳定地工作。

以传统正顶杆结构的高水基平面先导阀为研究对象,将计算流体动力学理论(CFD)与冲蚀理论相结合,建立高水基液压阀流体湍流和冲蚀的数学模型.通过可视化模拟,分析了煤粒对高水基平面阀不同部位的冲蚀磨损分布.结果表明,平面阀的阀芯冲蚀磨损发生在节流口附近.此外,液压阀在开启过程中,由于阀芯的惯性使阀芯和顶杆间产生微动磨损.磨损的叠加,加剧了阀芯的磨损率,影响液压阀使用寿命.为此,提出了一种将正顶杆结构修改为侧顶杆结构可以减轻阀芯磨损的新方法.

通过分析惯性传感器在姿态检测系统中的优缺点，提出一种简易互补滤波算法对陀螺仪和加速度计进行数据融合，生成动态倾角信号。利用角度测试装置测试该基于互补滤波的倾角传感器的动态特性，通过系统辨识获取该传感器的传递函数。辨识结果表明，该动态倾角传感器有效去除加速度计动态情况下的干扰和陀螺仪累积漂移误差，及时跟踪系统倾角变化，得到比较准确的动态角度值。

外流式液压滑阀工作时,其阀口处容易受污染颗粒的冲蚀而产生磨损,针对这一问题,对滑阀阀芯取倒角时的结构进行了分析,对滑阀阀芯锐边的冲蚀磨损改善情况进行了研究。首先,绘制了滑阀的二维模型,并采用了Edwards模型来对冲蚀情况进行分析;然后,在阀口开度为0.1 mm~0.6 mm,流量为10 L/min~40 L/min状况下,阀芯台肩倒角分别取45°、60°、75°,以及常规阀芯(阀芯倒角为90°)结构时,采用Fluent软件对阀口锐边处冲蚀磨损的情况进行了仿真对比;最后,从阀口处液压油的射流角度和液流速度两个方面,对仿真所获得的内流式液压滑阀冲蚀磨损结果进行了解释和分析。研究结果表明:外流式滑阀的最大冲蚀磨损发生在阀口处,并且以阀芯锐边的冲蚀磨损最为严重;当阀芯台肩倒角取45°时,阀芯锐边的最大冲蚀磨损速率比常规阀芯锐边最大冲蚀磨损速率高10%左右;当阀芯台肩倒角...

为减小圆盘锯片在锯切的过程中受到干扰力的作用而发生的横向振动,提高圆锯片的稳定性,提出了一种主动控制圆锯片横向振动的方法。在常规导向装置基础上,添加了气动伺服阀和位移传感器及控制器,对通入导向装置的气体流量进行控制,从而控制导向装置与圆锯片之间的作用力,实现对圆锯片振动进行控制。使用AMESim建立模型,并对常规导向装置和加有主动控制的导向装置进行对比分析,仿真结果表明：在受到干扰力以后,在主动控制导向装置作用下圆锯片发生偏转的位移减小明显,从偏移位置回复到平衡状态的时间较短,实现了圆锯片横向振动的有效控制。

为了评价液压支架寿命情况，对安全性、可靠性、经济性指标进行量化分析后提出了量化指标，排除了主观因素的影响。引入三角模糊数判断矩阵，计算各因素的权重，构建模糊综合评价的数学模型，并以此模型对大量液压支架进行综合评价，结果与实际情况相符。验证了该模型的实用性和可靠性，为今后液压支架寿命评价提供了一种新的方法。

针对某公司连续退火机组电液伺服对中系统，建立了伺服阀、油缸、负载及检测环节的数学模型，确立了控制结构，并进行了流量、速度与系统控制特性分析。研究表明该模型可为实际系统控制程序参数设计提供一个有效的仿真平台。

以传统正顶杆结构的高水基平面先导阀为研究对象，将计算流体动力学理论（CFD）与冲蚀理论相结合，建立高水基液压阀流体湍流和冲蚀的数学模型．通过可视化模拟，分析了煤粒对高水基平面阀不同部位的冲蚀磨损分布．结果表明，平面阀的阀芯冲蚀磨损发生在节流口附近．此外，液压阀在开启过程中，由于阀芯的惯性使阀芯和顶杆间产生微动磨损．磨损的叠加，加剧了阀芯的磨损率，影响液压阀使用寿命．为此，提出了一种将正顶杆结构修改为侧顶杆结构可以减轻阀芯磨损的新方法．