伺服电动缸以其优异的定位及推力控制等性能得到广泛的应用,但是目前的测试系统难以对伺服电动缸进行全面的动静态特性及加载性能测试.于是我们设计了一套伺服电动缸综合性能测试系统,其中配置了液压动态加载装置以及相应的控制检测单元,开发了相应的上下位机软件,因此能够对伺服电动缸的行程、精度、推力等重要指标进行快速自动测试,且具还有高效、稳定、操作方便等优点.

针对液压阀生产效率低下的问题,本文采用了结合机器视觉的新模式来实现液压阀的钢珠自动压装,完成液压阀的坐标定位,压装面识别和压装效果检测等功能,有效提高了生产效率,保证了产品的质量。测试结果显示,该技术能实现钢珠自动填入动作,填钢珠准确率达到99.5%以上,将单个液压阀的钢珠压装耗时控制在4min左右。

呼吸机作为治疗重症新冠肺炎等呼吸疾病的重要医疗器械,需要使用呼吸机测试仪进行定期校准。针对目前有关呼吸机测试仪的校准工作效率和精度低,且动态流量等参数缺乏科学的评价依据等问题,提出了一种基于往复式柱塞的动态流量发生装置,通过伺服电机驱动柱塞缸往复运动,产生频率幅值可调节的动态流量。通过AMESim一维仿真获得动态流量与柱塞速度的关系曲线,并利用ANSYS Fluent三维动网格技术对所得柱塞速度下输出流量进行仿真验证。初步结果表明装置可以输出频率约0.4 Hz,潮气量最大为2876 mL,流量幅值为240.92 L/min的动态流量,以及流量幅值196.43 L/min,误差2.5%左右的静态流量,可以实现静态、动态流量整合校准,满足呼吸机测试仪流量参数的校准需求。

标准体积管是一种常见的检定液体流量计的流量标准装置,其结构简单、使用方便、应用广泛,特别适合现场校准,但目前仍缺乏对体积管发展现状进行系统梳理的研究。针对此问题做了深入的文献调研,主要研究内容为:回顾国内外标准体积管的发展历程;简述标准体积管的基本原理和应用场景;对比分析不同类型体积管的性能特点;归纳了体积管的未来发展方向,为下一代体积管技术研发提供参考。

pVTt因其精度高、结构简单、维护费用低等独特优势,已被许多国家用作主要气体流量标准。然而,由于进气和排气过程的稳定时间较长,其标定效率相对较低。为了缩短稳定时间,提出了一种具有主动热补偿的新型pVTt气体流量标准;介绍了新型pVTt标准装置的原理图;详细分析了气动状态变化和传热的数学模型;对热补偿的影响进行了数值模拟;进行了实验,结果表明,进气后的稳定时间可以从10 min缩短到1 min左右。

对自主研制的高压气动减压阀结合流场计算与数学仿真进行了深入分析。简要介绍了高压气动减压阀的工作原理和先导阀的结构，提出采用CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）研究阀内流场分布以进行结构改进及性能优化。对先导阀内气体流道进行分析并建立了Gambit三维仿真模型，用Fluent计算得出阀内流场分布，压力分布与理论计算符合得较好；速度分布云图及气流速度矢量图表明阀内结构对气流形成阻挡，容易导致结冰以及噪声，应加以适当改进。

高压气动系统的自动化对于压力和流量的自动控制都有迫切的需求，而气体的可压缩性决定了其压力与质量流量的控制具有共通性，即都可以通过调节阀门开度来实现，这就使得在同一套装置上实现压力和质量流量的复合控制成为可能。基于此，该文提出一种高压气体压力流量复合控制数字阀，复合数字阀由八个二级高压气动开关阀组成，工作压力可达20MPa以上，压力或流量控制精度可达1％以上。该文在介绍复合数字阀结构和工作原理的基础上，在AMESim中建立了仿真模型，并通过简单的仿真验证了该复合阀的可行性。复合数字阀的成功研制将解决现有高压气动压力阀存在的泄漏和结冰难题，填补高压气动阀进行质量流量控制的空白。

结合伺服电机优良的控制特性和液压系统功率重量比大等优点，提出一种新型直驱式电液阀门定位系统，由伺服电机驱动双向齿轮泵和流量配给阀实现阀门换向和精确定位。设计了基于TMS320F2812的智能控制器，对控制器的硬件组成和软件框架进行了介绍；为了提高系统动态响应特性设计了PID程序并开展了初步试验，结果表明该系统运行可靠，定位精度优于0．3mm。

气体的可压缩特性使得压力和流量可以通过同一个阀门进行控制，为此提出了一种高压气动压力和流量复合控制数字阀，该阀包括八个二级开关阀，通过控制器和压力传感器构成压力闭环反馈控制，二级阀阀口采用临界流喷嘴结构以减少压损。在介绍阀门结构和工作原理的基础上，对二级开关阀阀口面积的编码方案进行了研究，并利用仿真软件AMESim建立了系统模型。仿真结果表明，该复合控制阀能够实现快速准确且稳定的压力输出，气源压力为20MPa的情况下，输出压力的范围为1～19MPa，稳态偏差在±0．1MPa以内，具有较好的压力控制特性。

根据超高压气动技术规范，结合实际工况，自主设计试验台系统，开发了基于LabVIEW的试验程序，并进行了系统的试验。该试验台由高压气源、控制系统、模拟负载、检测及数据采集系统组成，适用于超高压气动减压阀及容积减压装置。它的成功研制对超高压气动减压技术的研究发挥了重要的作用，有助于超高压气动技术的发展。