针对传统数字阀用电-机械转换器运动惯量大不具备耐高压能力以及需要机械转换环节的不足提出了一种新型低惯量耐高压的直动式电磁铁设计方案.永磁体产生的磁通与控制线圈产生的磁通形成差动磁场产生使衔铁轴向运动的力.通过电磁场的二维有限元数值模拟得到该电-机械转换器在不同条件下的磁场分布和力移特性.研究结果表明低惯量耐高压直动式电磁铁具有近似正弦波的力位移特性和较大的输出力适合作为直动式数字阀的电-机械转换器.

以液压支架矿用电磁先导阀上的电磁铁作为研究对象,通过Ansoft Maxwell软件搭建电磁铁仿真模型并分析电磁铁的动静态特性。通过研究电磁铁极靴凸起高度对电磁铁初始吸力及力位移特性的影响,得出最优的极靴凸起高度值;同时分析不同磁极形状对电磁铁力位移特性的影响,得出平面形磁极的力位移特性好,更适合行程短的电磁铁;最后通过仿真与实验分别研究电磁铁在空载和有负载时的动态特性,分析其动态响应过程,并得出相应的最快动态响应频率。

为了研究水压人工肌肉在水下的性能演化规律和可靠性,设计了水压人工肌肉水下驱动试验系统。根据水压人工肌肉样本型号,分析水压人工肌肉的力位移特性。设计不同收缩量时的水压人工肌肉循环载荷试验结构和弹簧参数。搭建水压人工肌肉水下驱动试验系统,对试验台进行基本功能调试。完成水压人工肌肉在斜坡信号和正弦信号两种工况下的调试,得到了水压人工肌肉力位移特性曲线。试验系统在加载和采集数据中可以正常工作,为下一步水压人工肌肉在水下的研究提供条件。