研究开发了一种多模式柔顺膝关节康复器,提出了无杆气缸＋气动柔性驱动器的复合驱动技术,保证了对膝关节康复训练柔顺性和大行程的要求。设计了康复器的结构和控制系统的软、硬件,并对康复器的驱动力进行了分析。所研发的康复器可实现膝关节主动、被动等多种模式的康复训练。

为了提高所研制的压电开关调压型气动数字阀的动态性能,提高其稳态精度,减小其压力波动,对其控制方法进行了研究。提出了PWM控制算法的一种改进形式——调整变位PWM法,采用"Bang-Bang+带死区P+调整变位PWM"复合控制算法对数字阀进行了控制研究。试验结果表明,该复合控制算法弥补了"Bang-Bang"控制和"带死区P+PWM"复合控制算法的缺点,大大减小了该数字阀在有流量负载情况下的出口压力波动,有效提高了该数字阀的稳态控制精度。

气缸在任意中间位置定位的控制是既有广泛实际需求,又有很大技术难度的一个难题。采用气动伺服阀、高速开关阀等控制方式虽然可以实现较高精度的气缸定位,但伴随而来的是成本显著增加或运行速率的降低。为此,研究采用一种集成式数字阀用于气缸的位置控制,以期在低成本的前提下,能高速率地实现较高精度的气缸位置控制。首先通过理论分析和数值仿真设计了一种结构紧凑的集成式数字阀,该阀可以高效地控制输出流量,进而在高速大流量和低速小流量的控制需求上切换。在此基础上,研究了基于这种集成式数字阀的位置控制策略。试验结果表明:采用PID+模糊混合控制策略时,系统在目标点附近保持稳定,重复定位精度可达0.3 mm,响应时间小于1.2 s,具有良好的应用前景。

某些高速气动机构在特定的工作环境下，不适合安装复杂、庞大的缓冲装置，要求能够简单、可靠、高效地进行缓冲控制。文中采用了气缸运动行程末端排气节流的方式对气动机构的高速运动进行缓冲控制，并结合机构运动和控制过程建立系统数学模型，在Matlab／Simulink环境下建立系统仿真模型。通过实验和仿真研究，确定了控制参数对机构缓冲效果的影响以及合适的调节范围。

射流式真空发生器抽吸侧通常安装有真空检测元件和控制元件等，以实现自动吸着、实时检测等功能。但是，真空检测元件和控制元件等气动真空元件的流阻会导致其流量特性发生改变，并伴随延长吸着响应时间。为了定量地描述气动真空元件的流阻对真空发生器流量特性的影响，该课题先采用等温容器对真空发生器静态流量特性进行了测量，并结合小孔流量特性的表达式，推导出存在流阻时真空输出端压力与流量关系的数学表达式；再根据真空回路中流量与压力的物理关系，提出了判断流阻对抽吸流量影响程度的无量纲数Gr＊；接着，测试真空输出端压力响应特性，并将根据真空输出端压力与流量关系的数学表达式和容腔放气模型得到的压力响应仿真曲线进行比较，得出测试曲线与仿真曲线相吻合；最后，对压力响应曲线进行无量纲化处理，指...

为提高吞咽困难医疗诊断水平，研究食品和吞咽系统相互影响关系，以及辅助开发安全食品，提出了仿生吞咽机器人，设计了仿人体食道驱动器，用于产生蠕动运动。使用3D打印技术制造驱动器模具．选用室温硫化硅橡胶制备软体驱动器。实验采用了动态言语动作观测仪记录了该驱动器管道内壁的变形。

介绍了用于物料拾取和搬运的气动真空技术的研究现状及发展趋势。首先叙述了真空发生器在性能提高和节能方面的研究概况，然后介绍了真空吸盘以及旋流、径流和附壁效应等新型真空发生吸取一体装置的研发进展，再介绍了真空安全技术方面的新成果，概括并总结了用于物料拾取和搬运的真空技术发展的若干趋势。

根据磁流变液的流变特性设计了磁流变液制动器给出了制动器的结构及工作原理采用磁场有限元分析的方法对制动器工作间隙的磁场分布及强度进行分析建立了制动器的制动力矩模型给出了制动力矩的仿真及实验测试结果并对制动性能进行了分析。

随着人民生活质量的提高和卫生健康事业的进步，气动助力医疗康复技术在康复工程中已展现了独特的优势和广阔的应用前景。从气动助力医疗康复的医学需求和技术需求出发，分析了高柔顺性气动驱动器的设计要求和主要结构型式，阐述了气动助力医疗康复系统由研究单一功能康复锻炼动作到实现较复杂康复训练要求的发展历程和现状，展望了该技术向生机电气一体化、主从训练技术、远程操作和网络服务等方向发展的若干趋势。

基于一种能反映气动位置伺服系统特性的线性化数学模型对压力差反馈的控制性能进行了理论分析由分析结果可知压力差反馈虽然能够该善系统的动态性能但会引起较大的稳态偏差。在此基础上提出以压力差微分反馈代替压力差反馈采用位置、速度和压力差微分反馈控制来改善系统的控制性能理论分析了该方法的有效性。为了抑制气动位置伺服系统存在的期望值附近的位移波动现象提高系统的控制精度提出压力差辅助控制方法。将所提出的控制方法应用于摆动气缸位置伺服系统试验结果表明系统获得了较好的控制性能。