为适应卓越工程师培养和工程教育认证的要求,笔者针对"液压与气压传动"课程的特点和性质,根据培养目标和现有的实验条件,通过优化设计课程教学内容,以模块化的知识内容为主线,结合相应的项目和实验,建立课堂教学、项目和实验的一体化课程体系,开展理论教学和应用的探索和实践,从而增加学生学习的兴趣和主动性,提高学生的工程应用能力,以及分析和解决复杂工程问题的能力。

软体机器人由于其固有的轻量性和柔顺性,在各个领域受到越来越多的关注,具有广阔的应用前景。另一方面,它具有复杂的结构和非线性特性,给系统建模和控制器设计带来了困难。综合比例阀模型和柔性驱动器的辨识模型,得出总体系统控制模型,设计可实现高精度跟踪的积分鲁棒控制器。通过对柔性驱动器进行轨迹跟踪的对比实验,验证了模型和控制策略的有效性。

基于智能材料驱动的高速开关阀具有比电磁高速开关阀更好的动静态特性。针对传统悬臂梁结构压电双晶片输出力较小的缺点,该文研究了一种基于压电双晶片的气动高速开关阀,提出了一种简支梁结构固定方式。借助COMSOL对压电元件流固耦合问题进行分析,优化了阀的关键结构参数,并对样机进行了实验研究。实验结果表明,阀的工作频宽达到280 Hz,在压差0.3 MPa的条件下,最大流量为30.7 L/min。

传统的手部康复手套通常以电机作为驱动器，具有体积大，笨重和柔顺性差的缺点。近年来，柔性气动驱动器由于其内在的柔顺性、灵活和安全等优点，被认为相对于传统的电机驱动更适合用于手部医疗康复。为了设计一个满足手部康复需求的可穿戴式康复手套，提出了一种加箍型的柔性气动驱动器。基于有限元分析方法，通过分析截面形状和几何尺寸参数对于驱动器弯曲性能的影响得到驱动器优选的结构形状和结构参数。在驱动器制作和初步测试基础上，制作改进型的加箍柔性气动驱动器。为更快的分析驱动器在充气时弯曲角度的响应，建立加箍型驱动器的数学模型;并且为了验证有限元分析、数学模型和实验结果之间的一致性以及加箍型柔性驱动器的性能提高，对驱动器进行一系列的弯曲角度和输出力的性能测试实验。此外，对设计的基于加箍...

针对传统的手腕康复训练器存在柔性不足,结构复杂,成本高昂等问题,基于一种可产生弯曲变形的气动柔性驱动器,设计出一种手腕运动康复装置。阐述了气动柔性驱动器和手腕康复装置的设计与制作方法,实验结果表明该手腕康复装置能有效地驱动手腕做运动康复训练,并具有很好的柔性。

针对临床供氧需求,提出一种基于气动伺服控制技术的氧气系统仿真分析方法。根据呼吸机工作原理选取气动伺服阀作为执行元件,通过特性测试试验得到其稳态、动态特性参数。基于此设计总体方案,对氧气调压系统内各个模块进行建模分析,并搭建Simulink控制仿真平台。仿真结果表明:该方法对于研究氧气调压系统有一定的工程应用参考价值。

针对气力式油雾器，设计气力式油雾器雾化性能测试系统。通过测量油雾器产生的油雾质量浓度，研究其在不同进出口压差、进口压力、油膜厚度以及油温条件下的雾化性能。研究结果表明：增大进出口压差可以显著提高气力式油雾器的油雾质量浓度和流量；在进出口压差一定时，进口压力升高会导致油雾质量浓度降低；油箱内油膜厚度亦会影响油液雾化效果，随着油膜厚度的减小，气流阻力减小，油雾质量浓度增大；在进出口压差和进口压力不变时，升高油温能够降低油液的黏度，有利于油液雾化。

为研究新的雾化方式并将其应用于实际的油雾润滑系统中,针对流体动力式超声波喷嘴,设计其雾化性能测试系统。通过测量喷嘴产生的油雾浓度和喷嘴的流量,研究喷嘴在不同进气压力、进出口压差时的雾化性能。研究结果表明：随着喷嘴进气压力的增大,油雾浓度先增大后减小,喷嘴流量先增大后趋于恒定,喷嘴的进口压力最佳值为0.5 MPa;增大喷嘴进出口压差可以明显地提高油雾浓度和喷嘴的流量,喷嘴的雾化性能得到显著提升。

针对气动伺服点焊焊枪与传统气动焊枪在焊接不同阶段的技术特性进行对比分析。相比于传统气动焊枪气动伺服焊枪在焊枪闭合渐进阶段可以对电极进行缓冲控制实现电极对工件的软接触提高焊接质量和电极寿命;在焊接加压阶段电极力响应速度快同时电极力能够快速调节满足焊接过程对变电极力的要求。实验结果表明：气动伺服点焊焊枪相对于传统气动焊枪具有一定的优势具有广阔的应用前景。

建立双路圆柱形涡流管三维有限元物理模型，通过数值模拟获得其内部三维气体强旋流的流动状况；同时分别对双路涡流管内的切向速度、轴向速度和总温分布进行分析；并通过量纲分析与前人的实测结果进行对比，验证了双路涡流管数值模拟的正确性。在数值模拟基础上，通过仿真和实验分析了双路涡流管附加回路的直径、进气压力以及冷流率和喷嘴进气压力对制冷效应的影响，并与单路涡流管对比，得到了各参数对双路涡流管性能的影响规律。