针对四足机器人运动过程中存在的自碰撞问题,采用距离函数法,通过对腿部选取特征点,并对特征点之间的距离检测,进行足端的轨迹规划。研究过程中,建立了四足机器人的三维模型,并给出了四种自碰撞位置检测模型,对腿部运动空间的分析,每条腿上选取两个特征点,用距离函数法对特征点间距离进行控制,进而实现对腿部的控制。经过仿真分析和实验得出,应用距离函数法可以将两足端的最小距离控制在34.72mm处,有效的避免机器人在行进过程中腿部之间存在的碰撞问题。

针对液压四足机器人工作效率低、响应速度差的问题,采用机器人squat步态下的关节轨迹与最优负载匹配相结合的方法进行了深入研究。建立了机器人三维模型,并进行了运动学分析,获取了机器人squat步态下的关节驱动函数。进行了机器人动力学仿真分析,获取了动力机构的关节轨迹。建立最优负载匹配,得到了机器人动力机构的最优匹配参数。最终通过AMEsim仿真与机器人样机试验对该研究方法进行了验证。结果表明,在满足负载的前提下,当供油压力取17 Mp,伺服阀空载流量取7.7 L/min,活塞直径取26 mm时的动力机构工作效率高,并且响应速度快,验证了该方法的有效性。

液压四足机器人具有运行平稳，载重强，适应环境多样化等特点，因此高校与企业研究较为广泛。电液伺服驱动缸作为四足机器人的主要驱动元件，具有抗偏载强、高速运动平稳、低摩擦等特点。电液伺服驱动缸在偏载的情况下，对静压支撑导向套中油膜的温度场进行分析，把油膜偏载的状态用三维建模软件建立出来，运用ICEM CFD软件对油膜进行网格划分，运用FLUENT软件对油膜进

液压滑阀阀芯节流槽结构对阀芯受力变形和内流场分布有着直接影响,以4WE6E型号换向阀为研究对象,为提高换向阀的动静态性能,在传统滑阀阀芯节流槽结构上,提出一种新型组合槽结构。对不同阀芯结构使用Fluent软件及Workbench平台,进行内流场仿真及流固耦合仿真研究;进而对不同结构阀芯工作时的流场和阀芯受力变形作量化分析与研究,具体研究阀内流场的流速和压力以及阀芯表面压力分布等情况。研究结果表明:滑阀阀芯采用新型组合槽结构之后,能明显改善其内部的流场分布、有效减小了阀芯变形,从而提高换向阀的动静态性能。

为了实现电液伺服机构驱动速度自动调节,抑制和消除扰动的影响,利用测速电机和电位器作为反馈元件,油缸作为驱动执行元件,PID为核心及相应的信号处理等电路构成观测器重构状态反馈控制元件,构成了等价闭环控制系统,给出了油缸和伺服机构驱动原理及观测器重构状态反馈系统的设计方法和实验过程.经实验证明,本系统能够得到往复直线运动速度自动调节,实现了双杆活塞液压缸对称相等的驱动速度,具有快速抑制和消除系统扰动作用的功效.

本文根据YB-20AH型恒压柱塞泵的工作原理,给出了相应的静态特性方程,得到Ps的表达式,从表达式中可以定性地分析出影响静态特征的因素.对变量机构的动态特性进行了研究,建立了数学模型.并应用Matlab/Simulink对恒压泵的动态进行了计算机仿真,对仿真结果进行了分析.

非对称缸五阶电液伺服系统是一类典型高阶非线性、时变、增益不对称系统,由于动态特性随负载变化大,使用常规PID控制很难满足性能指标的要求,而采用BPNN原理设计成的常规单神经元PID控制器又因学习速率低,收敛速度慢,控制效果不能令人满意.经研制采用20-SIM仿真工具建立仿真模型,设计了一种改良的单神经元PID控制器,其控制的仿真结果表明,该控制器适合于此系统.

针对液压四足机器人作动器能耗较大问题,分析液压四足机器人各关节驱动力在摆动相和支撑相特点,提出变供油压力作动器作为液压机器人关节驱动方案,给出变供油压力作动器的构成、工作原理及参数设置方法,应用增益切换方法实现变供油压力作动器控制.此变供油压力作动器具有结构简单、控制方便、节能效果显著、便于应用到其他载荷变化较大的场合.采用MATLAB、AMESim联合仿真平台进行所提方案验证,仿真结果表明,变供油压力作动器与固定供油压力作动器具有相同性能,且能够实现系统节能,最后通过机器人单腿测试平台验证了所建仿真模型的正确性.

针对海底管道连接器专用测试平台进行了液压系统的联合仿真.根据液压原理图和控制方框图使用AMEsim软件对液压控制系统进行模拟,通过仿真结果分析液压缸运动的同步性和活塞杆受力情况,以及系统保压时活塞杆作用力的变化情况.通过模拟得到液压缸在运动和加载情况下误差能够保证在3%范围内,多只液压缸同时动作时能够保证很好的稳定性,在扭矩加载时两只液压缸达到最大位移和加载力相差0.8 s,误差为2.8%〈3%,满足试验需求,试验台液压系统具有良好的性能.

锥型阀作为一种重要的液压控制元件,在液压系统中起着关键的作用。为了研究其动态性能,选取了一级和二级锥型阀作为研究对象,介绍了其工作原理和阀芯结构,建立了动态特性的数学模型,并借助AMEsim软件对锥型阀进行了模拟仿真,重点对比分析了关键因素对两种不同结构锥型阀的影响。研究结果表明:一级和二级锥型阀在开启瞬时的响应速度和稳定性以及从动态向稳态过渡的过程两者皆有较大差异,且二级锥型阀明显优于一级锥型阀。同时关键参数对两种结构锥型阀的影响程度也各不相同。