为完成移动机器人对列车风管的摘解任务,需要对列车风管管接头进行定位。针对列车风管管接头不易识别且识别定位需要一定实时性和精度的问题,利用双目视觉系统提出了一种间接识别定位方法。在目标识别中,根据列车风管的特点,基于颜色特征在HSV空间中对风管近端金属圈进行识别,提取出金属圈形心坐标;在三维重建中,利用具备较高精度和一定实时性的组合立体匹配算法对风管近端金属圈进行三维重建,得到其三维坐标后根据管接头与近端金属圈相对位置关系固定的特点,通过空间坐标转换得到管接头的三维坐标,实现列车风管管接头的定位。最后,在(200~650)mm的距离范围内进行实验验证,实验最大绝对误差为12.88mm,算法最长耗时为245ms,结果表明该方法满足要求。

电液比例溢流阀是深海远程控制和高精度控制的关键元件之一,笔者对其在深海下润滑方式、控制特点以及动态特性的进行了研究。基于混合润滑和粘性阻尼模型,针对深海极端工况特点,采用经典控制理论对深海溢流阀进行了建模和仿真,并在拟深海极端环境的高压模拟舱对其进行了试验研究。仿真计算和试验结果表明水深环境外部压力的增大引起工作介质的粘度增加,导致溢流阀在大深度深海时动态特性变坏,从而得出了低粘度工作介质和低液压阻尼是深海液压控制系统性能设计中需考虑的重要因素之一。

在溢流阀动态实验台上,使用了一种LabVIEW中调用OriginPro软件的方法,改善了现有数据处理方式,实现了在LabVIEW中使用OriginPro进行表格的创建、写入数据、设置数据信息等常用操作。此外,还简述了在LabVIEW中调用LabTalk语言的方法。实验结果表明使用这种无缝集成技术能节省LabVIEW与OriginPro之间数据通讯的步骤,大幅提高了使用效率。

在中、高压系统中,由于节流作用,油液流过滑阀的阀口时会发热使得油液温度升高,影响油液及系统的性能。针对油液流经节流口发热这一现象,进行了理论分析,并利用NHT(Numerical Heat Transfer,数值传热学)方法对滑阀内部的温度场和流场进行了三维数值模拟,对不同入口压力和阀口开度的滑阀温度场进行了解析。数值计算结果表明油液流过节流口时温度升高主要源于黏性力做功导致的黏性耗散,且黏性耗散主要发生于阀口后方速度变化率非常大的涡旋区,并得出了工作压力和不同阀口开度对阀腔内温度场的影响,为滑阀设计提供了理论参考。

针对下肢外骨骼机器人在使用过程中,负重重心在矢状面垂直方向上的轨迹波动造成的能量消耗和冲击等问题,在常规双驱动单元外骨骼的髋部和背部设计了一种新型的连杆绳轮机构。该机构使外骨骼所承载的负重在人体重心在矢状面内做波浪形轨迹运动时与之做方向相反的运动,减小负重重心的轨迹波动,增加人体负重行走时的稳定性。在分析人体重心在行走状态下矢状面内的运动轨迹的基础上,确定了新机构的结构方案和尺寸。运用Denavit-Hartenberg方法和连杆设计理论求解出外骨骼在装备和未装备髋背机构时负重的重心轨迹,最后通过ADAMS的运动仿真进行验证,结果表明:这种髋背机构可明显降低负重重心的轨迹波动。

阀口射流角是节流槽滑阀稳态液动力的主要影响因素，确定射流角大小是计算稳态液动力的关键。为了解决现有射流角测量方法主观误差大的问题，基于fluent仿真，提出利用出口腔对称截面上均布点的速度数据，根据正切定理求得射流角大小的方法。通过数据拟合得到射流角大小与阀口开度的拟合公式，建立稳态液动力数字化计算模型。以减小稳态液动力为目标，对渐扩型u型节流槽倾斜角、宽度和深度结构参数进行优化，结果表明优化大幅减小稳态液动力。

提出减压式先导阀手柄操纵角与触头位移关系的精确算法，与目前用线性计算公式近似计算触头下降位移的方法进行比较，发现在小角度范围内，触头实际位移与线性计算结果基本相等，但角度变大后，两者误差越来越大。利用SolidWorks建立先导阀三维模型，模拟验证了精确算法的正确性。以提高减压式先导阀微调操控性能为目标，对先导阀压盘进行结构优化，从而补偿了手柄操纵角变大带来的误差，增大了手柄操纵角的线性使用范围。

利用AMESim平台搭建多路阀铲斗联负流量控制系统,在不同负载条件下仿真得到输出流量与阀芯行程之间的关系,并以此确定FLUENT仿真模型在不同阀芯行程下的进口油液速度。基于FLUENT仿真,发现随着阀芯行程的增大,阀芯上的稳态液动力先增大后减小,方向与阀芯运动方向相反,使阀口趋于关闭,且负载越大,稳态液动力越小。通过误差分析发现,在计算阀芯操纵力时,忽略稳态液动力,会导致较大的计算误差。所以在建立阀芯的静态力平衡方程时,有必要将稳态液动力考虑在内。

通过对电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵闭环系统压力控制的数学建模，利用MATLAB／Simulink进行动态仿真，直观的分析了系统的静态特性、动态特性，为电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵结构的设计、参数的优化提供了一些可靠的理论依据。

对一种新型无阀结构的三柱塞式连续液压增压器进行了结构及工作原理分析，在增压柱塞位移与斜盘转角间的关系和力学分析的基础上得到了斜盘转矩的表达式。斜盘转矩曲线表明：在进油压力一定的情况下，进油柱塞能为斜盘提供持续、稳定的转矩，实现配流连续，保证增压器的正常连续工作。