针对煤矿井下人工作业劳动强度大的状况,设计出一种用于辅助人体搬运和操作气动风镐等重型机具的外骨骼助力机器人。介绍了该外骨骼各部位的结构设计与功能;利用ADAMS软件对该外骨骼的人机穿戴模型进行了行走步态的运动学与动力学仿真,以验证其结构设计的合理性,重点对人体的脚底压力和背部受力进行分析,讨论外骨骼的助力效果和穿戴舒适性因素。进行了实物样机穿戴试验,对外骨骼的助力效果和穿戴舒适性做出了量化评估,验证了仿真结果的正确性。结果表明穿戴该外骨骼机器人相比纯人力作业可以降低下肢脚底19%的负重,并减轻背部肌肉60%的劳动强度,缓解肌肉疲劳。

针对星轮式爬升机构稳定性指标r值较大,影响运行稳定这一问题,提出了一种曲柄摇杆式爬楼梯装置。研究了曲柄摇杆机构杆长对运动轨迹的影响,并对装置进行设计,使其r值减小了22%;应用SolidWorks软件对装置进行建模及爬楼过程仿真,得到其空载和施加载荷时的运行轨迹图,确定了方案的可行性;并进行样机测试,验证了装置的运行稳定性。研究结果说明,曲柄摇杆式爬楼梯装置的设计思路是正确的,对于开发类似产品有借鉴意义。

在设计过程中分析了齿轮参数与泵性能的关系，从流量脉动率最小和径向力最小综合考虑建立了泵齿轮参数的优化设计数学模型，应用C语言Turboc2平台，编程得到最优化齿轮参数。采用Matlab和SolidWorks获得精确的齿廓模型。并以此优化设计为依据加工GPL4100新型高压齿轮泵样机，在长液公司进行性能测试和对比测试，从测试结果看，新型GPL4100提升了原产品性能等级。

介绍了双阀芯多路阀和单阀芯多路阀的不同点，对双阀芯多路阀进行了原理分析和数学建模，通过AMESim和ADAMS软件对双阀芯多路阀挖掘机和单阀芯多路阀挖掘机的铲斗联液压系统进行了联合仿真分析，并分别对两台挖掘机做了实验测试，仿真和实验结果表明，双阀芯多路阀挖掘机整体性能更优。