为了提高系统的传动能力,开发了一种柔顺阀控伺服系统,可以实现泄漏流量调节的功能。高压腔与阀控泄漏油道形成连通状态,利用比例流量阀调节泄漏流量,由此达到调控系统刚度的效果。针对系统结构建立了动力仿真模型,研究了不同泄漏流量下的系统动态与刚度特性。研究结果表明逐渐提高系统泄漏流量后,阀体输出转速发生了持续减小,并且需经过更长时间才能达到最高转速。控制系统供油压力10MPa,不管如何调整泄漏流量,系统响应速度达到2转/s,能够变刚度控制需求。该研究易于推广,对机床设计及其工作效率的提高具有很好的实际指导价值。

液压支架装备通常用于采煤工作面的支护。液压支架在工作过程中承受了大量冲击载荷,导致其动态稳定性受到威胁。为研究四柱支撑掩护式支架在对称与非对称承载工况下顶梁及掩护梁承受冲击载荷时的动力学响应特征,采用动力学软件Adams以等效变刚度阻尼系统代替立柱的方法,建立了支撑掩护式支架的数值分析模型。其中,顶板压力由主动静载荷垂直施加于顶梁上方,冲击载荷垂直于顶梁及掩护梁向下施加。基于上述模型,分析了不同冲击载荷作用于支架顶梁与掩护梁时支架关键部位的动力学响应,以及偏置加载对支架稳定性的影响。随后通过设置不同立柱初撑力,讨论了液压支架在非对称支撑条件下承受冲击载荷时的动力学特性。结果表明,单一顶梁冲击载荷条件下,前立柱载荷变化系数达到1.41,对顶梁前端冲击载荷最敏感。顶梁和掩护梁同时承受冲击...

柔性致动器具有柔顺性高、环境适应性强及人机交互性好等特点。针对传统柔性制动器刚度控制性能差的问题,基于柔性伸长肌和收缩肌的拮抗机制,提出一种新型可变刚度的流体驱动柔性致动器,该致动器能够实现伸长/缩短的复合动作,并通过协同调整伸长和收缩力实现刚度的控制;基于伸长及收缩织物的柔性形变机理,建立了柔性致动器的力学特性模型,并进行了仿真分析;开展了柔性致动器的力学特性试验,测试了致动器在不同充压及形变位移下的力学特性,并验证了柔性致动器的刚度调节特性。

提出了一种柔性机器人用永磁变刚度机构。由于电动机转矩有限,在不用增加绳索拉力的情况下,通过该机构实现了柔性机器人关节更强的变刚度能力。该永磁变刚度机构主要由磁弹簧单元和滑轮绳索单元构成。通过虚位移法建立了弹簧磁力和绳索拉力解析模型,通过实验对永磁体间磁力和绳索上的拉力进行测量,测量结果和模型计算结果基本吻合。其结果表明,永磁体间磁力、绳索拉力和刚度随永磁体间气隙减小呈非线性增加,随永磁体长度和平均半径的增加而增加,保持三角形结构高不变,绳索拉力和刚度随着三角形结构底长的增加而增加,减小滑轮半径,可以进一步增加绳索刚度变化范围。

双腔固液混合介质隔振器可以通过改变联通管道的节流面积调节隔振系统的动力学特性。设计了一个主动控制阀组，通过控制四个分支油路的通断可以实现对于整个油路节流开度的近似连续调节。对于不同节流开度下的隔振系统的动力学特性进行了实验研究，结果表明，通过改变控制阀组的流通特性，可以有效控制隔振器的刚度和阻尼特性。介绍了FEBC(Frequency Estimation Based Control)控制策略基本原理，并用不同方法对于振动信号基频的实时辨识进行了对比研究。最后基于FEBC控制策略，对于双腔隔振系统的半主动控制进行了实验研究，结果表明，通过变刚度半主动控制，可以有效的规避共振峰值，提高隔振系统的性能。

为了解决现有的某型号模组箱体不能适应电池膨胀的问题，需要设计一种恒压紧力模组箱体，使电池在膨胀过程中始终受到一理想的恒定压紧力。通过对压紧机构工作特性的分析及常见变刚度弹簧和机构的研究，在模组箱体内部设计了一种结构紧凑的恒压紧力机构，并对其进行理论分析，得到其压紧力和位移的关系表达式。基于ABAQUS接触分析，计算了电池组的总膨胀量及恒压紧力机构的性能曲线。结果表明，恒压紧力模组箱体能为电池提供理想的压紧力。

曲轴作为压缩机的关键部件,其振动形式复杂且相互耦合。针对曲轴旋转时弯曲刚度不断变化的特性,给出了变刚度的曲轴振动模型,推导了弯扭耦合振动的非线性微分方程组并应用多尺度法求解。求解结果和曲轴实例分析表明,由于变刚度的影响,曲轴的弯曲、扭转振动发生更大振幅的耦合振动。相比定刚度解,变刚度曲轴的轴心轨迹波动、弯曲振动振幅明显增大。在扭转振动主共振时,弯曲振动也出现较大振幅,忽略变刚度因素,将造成较大的误差。

针对空间机械臂碰撞过程中产生的冲击和破坏问题,提出一种能被动适应碰撞且能保证操作精度的可变刚度丝驱动连续型机械臂。在以超弹镍钛合金丝为支撑脊椎和驱动部件的基础结构上,设计了一种利用温控记忆合金改变关节内摩擦力的变刚度方法。通过运动学分析得到机械臂驱动空间、构型空间和工作空间之间的坐标映射及速度雅克比矩阵,并结合末端位置反馈设计了一个稳定的闭环运动控制器。在检测丝驱动力的基础上提出了一种碰撞识别方法和相应的变刚度控制策略。运动控制和变刚度控制的实验结果表明该连续型机械臂具有良好的运动控制精度和刚度调节能力。

针对目前功能梯度材料制造方法的单一和不足,文中提出一种新的聚合物功能梯度材料生产工艺——利用多材料3D打印工艺制造功能梯度材料零件。首先介绍了多材料3D打印的工作原理;其次,通过制作两个功能梯度零件：变密度材料和变刚度材料,验证了利用多材料3D打印技术制造聚合物功能梯度材料的可行性,对于后续研究具有重要的指导意义。

某电液力负载模拟系统以钢丝绳为传递介质其特性随钢丝绳刚度大范围变化而改变针对定常控制策略难以实现其大范围控制难题提出采用自适应反步控制策略。结合间接自适应方法和反步控制方法的优点通过反步设计方法获得与系统模型参数直接相关的控制器通过参数预估实时更新刚度值并修正控制器参数从而补偿刚度变化对闭环控制系统性能的影响。仿真结果表明：在所设计的力加载范围内该控制算法能够准确预估钢丝绳刚度值可以实现变刚度电液力负载模拟系统大范围高精度控制并且可以消除多余力对负载模拟精度的影响。