针对JJG 907—2006《动态公路车辆自动衡器》中关于参考车辆总重量约定真值、单轴载荷和轴组载荷修正平均值的规定,提出了更好地获得参考车辆总重量约定真值以及单轴载荷和轴组载荷约定真值的方法。

文章介绍一种以性能优良的现有液力变矩器为参考基型,进行新型变矩器--目标变矩器叶栅系统优化设计的方法.在参照基型变矩器测绘参数及有关反求信息的基础上,实现目标变矩器叶栅系统进,出口参数的计算及性能预估.根据优化结果,可进行叶栅设计,得到较为可靠的叶栅系统数据.

搭载在工作级遥控潜水器上的液压机械手在深海作业中应用广泛。在几千米的深海中,深海液压机械手需承受几十兆帕的高压,由此带来的密封问题限制了深海液压机械手的构型和各关节驱动器的结构。为寻求最优的深海液压机械手连杆参数配置,结合深海液压机械手的特点提出全局工作空间下的灵活度和可操作度性能指标,并对其计算方法进行改进,改善了蒙特卡洛法造成的点集局部密集或稀疏的情况;利用遗传算法对深海液压机械手的连杆参数进行优化,得到了基于全局工作空间下的灵活度和可操作度性能指标的最佳连杆参数配置。通过深海液压机械手的运动仿真分析表明:经过优化后的深海液压机械手的部分位姿出现局部性能指标下降,但其关节运动速度波动情况得到改善,整体性能得到提升,验证了优化方法的可行性。

面向水下环境大范围精细作业需求,对水下大臂展机械手系统进行动力学建模和关节驱动力矩求解分析。首先,基于D-H理论对水下大臂展机械手进行正、逆运动学分析,求解各连杆速度与加速度;然后,构建水下大臂展机械手的动力学模型,使用莫里森公式和D-H理论完善动力学模型中的水动力项,采用拉格朗日法求解整机的净浮力、惯性力、离心力、科氏力与末端负载力项,得出各关节所需驱动力矩和关节角、环境水流速度以及末端负载之间的函数关系;最后,针对具体作业场景,得出环境水流速度、目标负载转运下机械手各关节所需驱动力矩,为水下大臂展机械手设计提供理论支撑。

液压机械手是深海作业潜水器的常载设备，针对一套七功能水下主从伺服液压机械手系统，介绍了控制系统的组成，重点研究了系统软件实现和从手控制算法，制定了一套完善的上下位机通讯协议，将变增益的PI控制算法应用于该液压阀控机械手系统。试验证明了系统软件和控制算法的有效性，变增益的控制算法有效减缓了从手运动滞后及超调抖动问题。

浮力调节系统是深海潜水器的重要组成部分，可用来补偿潜水器浮力变化和调整潜水器姿态，基于6000m无人遥控潜水器浮力调节需求，研制了一套深海油囊式浮力调节系统。详细介绍了系统组成、工作原理及关键部件的设计，对关键承压部件耐压油舱进行了强度分析、稳定性校核和深海模拟压力环境测试。试验表明该系统能够向油囊排出60MPa高压油，深海模拟压力试验结果显示油舱能够承受66MPa压力，两项试验说明该系统可在6000m深海进行浮力调节；此外还对系统进行了水池姿态调节模拟实验，进一步验证了该系统进行浮力和姿态调节的有效性和可行性。

针对深海液压机械手关节驱动需求设计了一种叶片式摆动缸。依据其内泄漏产生位置设计对应的组合密封结构建立针对该摆动缸内泄漏的理论计算模型。实验测试了不同压力下内泄漏量和输出扭矩随O形圈截面尺寸和预压缩量的变化关系验证了所提密封形式和理论计算模型的合理性为叶片式摆动缸密封结构设计提供了理论依据。

针对深海潜水器浮力调节的需求，设计了一套6000m增压缸式浮力调节系统。通过设置进口压力补偿装置，可以实现系统的流量稳定调节。通过设置相应的支撑装置，可以确保增压缸吸排海水流量相等。该调速回路极大地提高了系统的稳定性。为深海浮力调节的研究提供理论支撑，具有广泛的应用价值。

结合水下液压机械手线性关节的阀控非对称缸位置伺服系统,分析了阀控非对称缸的负载压力-流量特性,建立了阀控缸流量连续性方程和液压缸的力平衡方程,推导了阀控缸位置控制系统动态特性的数学模型,只增加负载环节就可以构成新的液压伺服系统模型。采用MAT-LAB软件对阀控缸位置控制系统进行动态特性仿真分析,验证了系统模型的正确性。