为了提高核环境下探测机器人机械臂的负载能力,通过动力学分析机械臂关节特性确定优化目标,用有限元软件ANSYS对机械臂臂体危险工况分析并设计优化参数,采用Workbench目标驱动优化分析设计优化实验,对优化结果分析并选取合适的优化参数。优化设计使机械臂两个臂体质量分别减小28.3%和29.5%,分析表明优化设计对机械臂危险工况下静力特性影响很小,符合强度和刚度要求,依据优化方案制作出机械臂样机并测试机械臂负载性能,实验表明机械臂末端负载提高10%,优化后机械臂关节力矩得到改善。

为了提高危险环境下履带机器人跨越沟壑性能,对履带机器人跨越沟壑的关键过程进行运动学和动力学理论分析。根据越沟壑过程中需要满足的几何约束、履带不打滑和履带机器人不发生倾翻的约束条件,得到了履带机器人能跨越最大沟壑宽度的通用公式,并通过理论分析得出了履带机器人质心分布对跨越沟壑最大值的影响规律。最后通过Recurdyn建立仿真和样机实验,根据理论计算得到的临界值,对跨越沟壑过程进行仿真和实验,验证了履带机器人的越沟壑能力。

基于两轮自平衡小车平台,针对目前模糊控制和自适应控制结合较少,实物验证缺乏的问题,应用仿真对比、实物验证的方法,对设计的模糊自适应控制器的稳定性和有效性进行了理论上的分析,证明了模糊自适应算法的可行性。通过在相同的初始条件和控制结构下进行仿真实验,并对仿真结果的角度、角速度两个跟踪指标与预设函数进行了对比分析。最后用实物实验进行了验证,得出了“糊自适应算法能实时地对未知外部干扰和建模不确定性进行自适应模糊补偿”这一结论,对以后欠驱动系统的控制具有一定的参考价值。

为了提高轮式移动机器人的地形适应性、越障性和操控性,设计了一种具有被动摆臂的八轮机器人。采用铰接式摇臂能被动适应地形变化而相对转动,并在铰接点引入柔性关节以产生阻力矩,提高机器人的稳定性。分析了机器人在垂直台阶的越障机理,利用RecurDyn软件进行越障性能仿真,分析得出机器人越障的关键阶段。仿真结果表明,机器人可以攀越大于车轮直径的垂直台阶;并通过有、无柔性关节的仿真对比,验证了柔性关节的可行性,得出最优设计参数,为物理样机的研制提供理论依据。

在对PID控制的响应特性进行详细分析的基础上，应用模糊控制技术，提出了一种PID参数模糊自整定控制算法，这种控制算法占用的存储空间小，CPU进行运算处理时间短，适合在单片机内运行。

以ADINA软件的流固耦合求解器为计算平台，对液压滑阀进行数字模拟。分析滑阀内部流场特性、稳态液动力产生原因，研究入口速度和开口度对稳态液动力、阀芯等效应力的影响。研究结果有助于认识滑阀式换向阀的内部流场特性、稳态液动力的产生原因及变化规律和阀芯应力分布情况，并对滑阀结构参数设计和性能优化起到一定的指导作用。

以ADINA软件的流固耦合求解器为计算平台，对液压滑阀的液压卡紧进行了数字模拟研究。主要研究阀芯与阀套的间隙特性对卡紧力的影响，矩形均压槽对减小卡紧力的作用效果。卡紧力推动阀芯移向阀套，可能导致阀芯卡紧；与偏心距相比，锥角对卡紧力的影响更大；开设均压槽后，能有效地减小卡紧力；通过研究均压槽的位置和结构尺寸对卡紧力的影响关系，得到了均压槽的最优位置及合理的结构尺寸。

动臂缸和转斗缸是装载机工作装置的关键部件，也是整个系统的驱动部件，工作装置的各种工作位置由动臂缸和转斗缸的长度共同决定。建立了工作装置模型，通过对其模型进行运动学分析，计算出各工作位置的油缸的长度，从而建立了液压缸的驱动函数，这对研究工作装置的虚拟样机及其动力学系统仿真非常重要。

从液压恒功率控制系统要求压力和流量之间应满足双曲线函数原理出发，介绍一种基于压力反馈。流量泄漏补偿的恒功率控制系统的设计思路和实现方法。

该文阐述了一种将普通比例流量阀的电磁铁线圈加以改进后成为数字控制阀的新方法;数字阀与微机接口方便并可消除阀的流量“死区”使阀的流量特性得到进一步改善。