设计了一种结构紧凑的双腔射击式气动冲击锤,建立了该冲击锤工作过程的动力学模型,通过数值求解得到了气动冲击锤冲击速度、位移随时间的变化规律,以及气动冲击锤结构和气动参数对芯锤运动特性的影响。结果表明芯锤冲击速度随通气小孔的直径增大而增大,当直径增大到一定值后,冲击速度增大不再明显;背压腔排气孔直径的大小在一定范围内会改变芯锤速度的变化趋势,当排气孔直径较小时,芯锤速度先增后减,当排气孔直径增大到一定值后,芯锤速度始终增加;预压气腔的初始体积对芯锤的冲击速度没有影响。同时,采用有限元方法对冲击锤冲击碰撞过程进行了仿真,得到了冲击时间及冲击力的大小。研究表明,所设计的双腔射击式气动冲击锤具有结构轻、冲击力大的特点。

设计了一种可安装在手提式或脚踏式玉米播种机上的单缸气动式玉米吸排种装置,通过人工踩踏产生空气压力,实现玉米种子的精量吸排种。按单刚体系统对种子的吸种过程、持种过程和排种过程分别建立动力学模型,结合试验研究影响吸排种效果的主要因素。在吸种过程中,增加气流速度或选用较小的玉米种子可以大大提高吸种效果。试验表明:播种频率在70次/min时,播种合格率为94.22%,为最佳播种频率;尺寸较小的种子漏播率较低,与动力学模型的分析结果一致。在排种过程中,活塞缸与种箱在压缩后复位越快,玉米种子越容易被吹出吸种口,因此安装单缸气动式玉米吸排种装置的手提式或脚踏式玉米播种机需选用复位力较大的复位弹簧或复位气缸。

针对装载机转向系统效率较低的问题,以装载机转向机构和双泵合流液压系统为研究对象,采用ADAMS和AMESIM建立了转向液压系统机-液耦合仿真模型,得到了不同因素对轮胎应力的影响,分析了装载机处于不同工况下双泵合流转向液压系统中压力、能耗和效率等特性参数的变化特性。仿真结果表明,转向角越大,轮胎所受的载荷越大;转向半径越小,轮胎的侧向力越大。在慢转向时利用双泵转向液压系统比快速转向效率高,研究结果为装载机合流转向系统的节能效果提供了数据参考。

基于Maxwell模型推导出二系横向减振器和抗蛇行减振器的动态刚度和阻尼等非线性特性,对其分别进行温变特性和动静态特性试验,并基于车辆动力学仿真得出抗蛇行减振器参数对蛇行运动稳定性和运行平稳性的影响规律。结果表明:温变特性试验中的示功图、阻尼偏差率等数据验证了减振器基本参数符合设计要求;减振器动态特性与加载频率和位移幅值相关。针对某高速列车,提高抗蛇行减振器串联刚度或提高其卸荷力,可改善构架蛇行运动稳定性和行车的平稳性、舒适性,但提高其卸荷速度却起到反作用,一般需要取最优值范围。

为了提高输出力矩较大的液压机械臂类机器人的人机物理接触安全性,本文设计了一种液压伺服被动柔顺关节,首先介绍了该关节的结构、基本工作原理及液压控制系统动力学模型,然后借助MATLAB/Simulink工具箱建立关节系统模型并进行碰撞仿真实验,还通过模拟实验优化了相关参数。模拟结果表明,液压伺服被动柔顺关节具有良好的柔顺性,能够迅速对意外碰撞进行位置反馈调节。

根据某大型立式行星传动齿轮箱的结构和动态性能特点，建立了其直齿行星传动的平移-扭转耦合集中参数动力学模型，基于模态叠加法采用ADAMS动力学分析软件对齿轮箱的高速轴、低速轴、行星轮和太阳轮等构件进行了动力学特性分析，得到了整个传动系统的频响函数和模态频率。通过理论分析与现场测试结果进行对比，分析了该行星传动系统固有特性对齿轮箱产生的振动及噪声的影响。

建立三自由度翻转机构模型，将模型导入ADAMS中添加约束和驱动，进行运动学仿真,输出气缸回转轴和翻转板回转轴的角度变化曲线。建立翻转机构ADAMS动力学模型，创建活塞杆上端轨迹与输入输出变量，导入MATAB/SMULNK模块。在SMULNK中建立控制系统，以气缸移动速度为输入指令,调整控制参数，实现活塞杆末端的既定轨迹跟踪,输出不同位置增益的响应曲线。仿真过程通过改变控制系统的参数，发现增大P可增加系统的响应速度，增大Xp可消除超调现象，减少振荡。联合仿真的研究为实际数控系统的机电耦合提供了设计依据。

对动力系统用两级先导式电磁阀进行了动力学分析。建立了基于电磁阀阀芯振动与流体流动相耦合的系统动力学模型。模型充分考虑了阀芯自激振动,阀内各腔以及阀前后管路内压力变化。分析了不同工作条件下阀芯的稳定性,研究了工作压力、工作流量对电磁阀动力学特性的影响。

建立了一种新型三自由度液压伺服关节的动力学空间模型，提出了一种自适应控制补偿方法，该方法能够消除死区造成的位置跟踪误差．利用Madab对该动力学模型进行了仿真试验研究，仿真试验结果表明，死区对位置跟踪误差有直接影响，该关节的动力学系统是稳定的，采用自适应控制补偿方法，可以使位置跟踪精度误差小于0．1％，且系统输出无超调．同时，系统对负载变化不敏感，具有较强的鲁棒性．

3自由度气动机械手属关节串联式机器人，机械手在运动过程中，转动惯量、重力矩及关节间的耦合力矩等参数都会发生较大变化，影响了机械手末端的运动精度。针对这些问题，利用拉格朗日方程对机械手3关节进行动力学分析，得到多关节联动时单关节力矩方程。以腰部关节为例，通过对关节动力机构的数学模型线性化处理，采用状态反馈极点配置方法进行控制器设计，试验表明具有一定鲁棒性，但存在一定静态误差。分析产生误差的原因主要是干扰力矩的影响，根据单关节规划路径通过动力学模型得到补偿力矩，利用输入前馈对关节实施动态补偿。试验验证了方法的有效性，从结果可以看出，该组合控制策略抑制了扰动，提高了轨迹跟踪精度。