传统流量调节阀存在结构复杂、质量大、输出流量小等缺点,不适用于航空航天等特殊领域。设计了一种新型流量调节阀,该阀为旋转直驱式,具有输出流量大、结构简单、质量轻等优点。利用UG软件建立三维模型,介绍了该流量调节阀的工作原理。基于Workbench和Fluent软件,分别建立流量阀的强度校核模型和流体域模型,进行阀芯、阀套变形量仿真及稳态流场仿真。加工实验样机,进行流量调节阀的静态特性测试。结果表明该流量调节阀总质量为375.5 g,当入口压力为4 MPa,出口压力为3.5 MPa时,最大输出流量为25.99 L/min,满足质量轻、输出流量大的使用需求。

基于人体下肢关节运动机理与下肢生物力学,介绍了下肢关节的结构、功能和运动范围。对人体下肢进行简化,建立下肢简化数学模型,获得髋、膝和踝关节的姿态坐标方程。利用UG建立模型,使用Adams与OpenSim分别进行仿真测试,得到下肢关节角度、步高和步长曲线。借助Xsens DOT商用穿戴式传感器进行实验测试,仿真结果与实验测试结果相似,关节的角度、步高步长曲线与实际人体行走时测试结果吻合。表明简化模型和仿真测试合理有效,符合人体下肢行走过程。研究为运动测试、康复医疗和外骨骼设计等领域提供了一种简化研究方法。

以6-UPU并联机构为研究对象，建立了并联机构广义固有频率模型，对底位工况位置进行了固有频率数值求解；利用微加速度计测试出并联机构5个自由度的固有频率值；理论分析与实验测试结果较为接近，其误差度在10％的范围内，验证了振动模型的正确性。实验表明：该振动测试分析方法可用于并联机构固有频率分析，可为类似构型的并联机构结构设计与控制器设计提供理论依据。

介绍了超磁致伸缩驱动器的特点及其应用范围,论述了驱动器的结构参数及工作原理,建立了基于畴壁理论的GMA致动模型,对采用国产材料研制的驱动器静态位移输出特性进行了测试,并对致动模型进行了实验分析。

内泄漏是影响AGC液压缸动静态性能的主要因素之一。针对AGC伺服缸内泄漏测试方法,通过对比分析多种实验方法,设计了AGC伺服缸内泄漏实验测试方案,搭建了液压缸内泄漏测试实验台,得到了实验曲线,并对实验数据进行分析拟合得出了伺服缸内泄漏量的计算式。

针对人机交互中刚性机器人关节在碰撞中的冲击力会对人产生危害的问题,对磁流变液变刚度传动装置进行了设计、建模和实验分析,提出了一种基于多盘式磁流变液传动的柔性关节。首先建立了传动装置传递的转矩数学模型,利用Matlab对各影响参数进行了仿真分析;然后根据仿真结果设计了磁流变液传动结构,利用磁场有限元仿真软件Ansoft Maxwell对磁路进行了验证;最后,搭建了实验平台,对磁流变液传动装置输出转矩进行了实验测试。研究结果表明:磁流变液传动装置能有效传递扭矩,输出扭矩与输入磁场强度的线性度好、响应快,传动特性能满足对机器人关节的使用要求。

离双向液压锁是混凝土泵车支腿液压系统的关键零部件,其功能是在系统停止供油时,将支腿垂直液压油缸的有杆腔和无杆腔锁住,使支腿垂直液压油缸能在其行程范围内任意位置长时间停留。本文通过对返厂故障双向液压锁测试,根据测试结果,分析了故障原因,提出了改进措施,为双向液压锁结构设计及优化提供参考。

为了使微动平台能获得结构简单、性能良好、结构新颖的特点,本课题应用柔性并联结构设计了一种新结构的微动平台。首先,采用直角柔性薄板结构,对微动平台进行了结构设计,所设计平台既可实现x、y方向的平动,又可实现绕z方向的转动,并且具有宽阔的工作台面;然后,基于直梁弯曲变形原理,进行柔性薄板力学模型分析;应用-欧拉方程运动原理列出微动平台力学方程,并计算微动平台的刚度,确定微动平台结构;最后,对微动平台进行实验验证,实验结果表明：设计的微动平台,输出位移大;固有频率高。

以风力发电机组的设计过程中避免共振为研究内容，建立风机发电机底架的悬臂梁简化分析模型，研究了主惯性矩和单元截面积对悬臂梁简化分析模型固有频率的影响。通过建立发电机底架原模型和优化模型的有限元模型，计算其固有频率，并通过对比北车风电全功率实验台上测得的固有频率数据，验证了设计优化的有效性和有限元分析的准确性。仿真和实验结果表明，优化后的固有频率分布在比较合理频段，避免了在风机额定转速和准额定转速区间内产生共振，这可以显著地减小控制系统的负荷，提高风机的寿命和发电效率。

以仿生机器鱼的推进模式的研究为基础,文中设计研究了一种尾鳍式仿生机器鳄鱼。为减小身体外形对运动带来的阻力影响,用ANSYS软件对其身体线型进行流体仿真优化,得到一组合适的流线。其次基于曲柄滑块结构实现尾部在一定攻角下的左右摆动,通过不断测试得到曲柄杆尺寸与推进效率间的最佳关系。并针对单尾仿生推进引起的摇首所带来的平面转向问题提出解决方案。最终实现水陆之间跨地域前进、水面＂S＂形巡游、游域环境侦查等功能,验证机器鳄设计的合理性。