针对液压凿岩机器人机械臂的轨迹规划问题,提出一种液压系统与机械臂轨迹优化相结合的全局功率匹配方法。构建机械臂运动学位姿模型,在关节坐标系内基于三次多项式、五次多项式和带抛物线过渡的线性插值函数等寻优算法进行机械臂轨迹规划。搭建机械臂液压系统运动轨迹跟踪仿真模型,获取仿真环境下多液压缸协同控制的运动规律,根据不同轨迹曲线结合液压系统的各部分变量进行参数合理匹配与控制策略优化,从而进行了液压凿岩机器人机械臂轨迹规划验证。研究结果表明:五次多项式的规划方法能精确跟踪期望的关节运动轨迹,同时满足平稳运动和低耗能的要求。

轴向柱塞泵是液压系统的动力元件,其健康状态影响着整个液压系统的性能。磨损是轴向柱塞泵典型的渐进性故障,因此该文针对轴向,在磨损加速寿命实验的基础上,提出了一种基于流场分析轴向柱塞泵磨损退化状态识别方法。首先,对轴向柱塞泵配流副的磨损泄漏机理进行理论分析,通过有限元法计算得到配流副油膜厚度,将其作为柱塞泵内部流场模型的边界条件;其次,采用动态网格技术对轴向柱塞泵内部流场进行仿真模拟,从不同压力、转速、磨损间隙这三个角度,对柱塞泵性能退化进行仿真分析;最后,通过实验对仿真结果进行了验证。结果表明,该方法能够识别六种被试样本的磨损退化状态。研究结果不仅为磨损退化的研究提供了解决方案同时也为柱塞泵的预测性维护提供了强有力的技术支持。