为了获得气浮导轨设计的更为准确的结果，需要在设计计算中将导轨所受的正压力和倾覆力矩同时考虑进去，为此将有限单元体上的分布力简化成集中力，并通过力的等效替换求得了导轨在复合载荷作用下的设计方法，为了分析这种简化可能带来的误差，又推导出了事先估计的事后校验误差公式。

为了高精度高效率地测量数学模型未知的复杂几何形状，介绍了“免形状测量模式”，分析了该测量模式对仪器的基本要求，基于该模式设计了一台移动工作台式测量机。测量机以直线电机为驱动元件，以高精度长光栅为测量元件。为减小被测件重量对测量机的影响，设计了封闭式真空负压的空气静压气浮导轨和共平面的H形二维结构。设计了具有制动功能的z轴和气浮隔振等关键部件。仪器量程为300mm×300mm×300mm，测量不确定度为1．8μm，能测量数学模型未知的复杂几何形状。

针对测量机的气浮导轨结构、结构材料性能及标尺系统特性,阐述所用压缩空气品质对测量机机体的影响.提出如何提供合格的压缩空气的注意事项,用以保证测量机的测量精度并延长其使用寿命.

就压缩空气对气浮式坐标测量机的影响进行了总结分析，并提出相应的解决方案，对提高坐标测量机的可靠性，降低故障率，延长使用寿命具有积极的意义。

对长线阵CCD拼接仪的整体设计作了分析,采用精密滚珠丝杠驱动工作台,花岗岩作基座,大理石作台面和气浮导轨承载,保证运动精度和延长使用寿命.拼接仪以交流伺服电机驱动,光栅作为位移的检测元件,电机与丝杠之间用直联式连接,并选用精密仪器轴承保证丝杠的回转精度.

为了分析弱刚度气浮导轨对测量机动态测量误差的影响,根据三坐标测量机气浮导轨分布情况和摩擦力特点,应用动力学知识对气浮导轨弱刚度和单边驱动引起的动态测量误差的传递路径、影响因素、表现形式进行系统的研究,推导了单边驱动引起的气浮导轨振动变形振幅的理论计算公式.分析结果表明,振动的主要激励是驱动力与惯性力形成的力偶,振幅大小与驱动加速度波动相关.应用谱分析方法对数据进行处理,验证了理论分析结果,气浮导轨振动引起的动态测量误差是测量机误差的主要成分之一,各误差分量相关性较强,测量机存在最佳测量速度.

在目前永磁同步直线电机推力波动性能测试试验台的研究中,存在着导轨和加载形式单一的问题,因此设计了一种将无杠气缸作为加载形式,以PMSLM驱动气浮导轨进行推力波动性能测试的试验台。该推力波动性能测试试验台运用气体润滑技术使得组件沿着气浮导轨移动保证了运行的直线精度。对该试验台的整体结构进行了设计和论证,结果表明:导轨面的最大变形量在0.97~1.13μm之间,气浮导轨的最大应变是1.44×10-5,气浮导轨的最大应力为2.96 MPa,说明其具有机械精度高、运动直线度高、安装维护容易等特点,能够达到预期的设计目的。

为了优化局部多孔质气浮导轨的设计参数，建立了包含多孔质流量特性的气浮导轨气膜压力特性数学模型，提出了一种基于非支配排序遗传算法（NSGA—II）的多孔质气浮导轨优化设计方法，实现了耗气量最小和气膜承载能力最大两个目标的参数优化计算。该方法能够获得目标空间内均匀分布的Pareto解集，克服了实际设计过程中单纯依靠经验的缺陷。选取4组Pareto最优解，通过改变参数分析了各参数对气浮导轨性能的影响程度。结果表明，多孔质排布位置对气膜承载能力的影响最为显著。

在超精密气浮定位平台研究工作中，对静压空气轴承的安装位置对系统影响的研究相对较少，文中介绍了一种新型机械结构的气浮导轨性能测试实验台，实验台导轨滑架采用焊接框架组合结构，实现不同类型气浮轴承的更换及不同数量的气浮轴承的安装，形成不同结构布局的气浮导轨，能够满足多种气浮导轨的实验研究，提高了气浮导轨实验台的利用率和使用范围。此实验台具有机械精度高、系统刚度大、结构稳定性好，安装使用方便等特点。