液压启闭机是水利水电工程中的永久设备,而活塞杆又是液压启闭机的核心零件,因此活塞杆质量的好坏直接影响着液压启闭机工作的稳定性和使用寿命。随着新材料陶瓷活塞杆的广泛推广应用,极大提高了活塞杆耐腐蚀性,但也出现了新的问题。本文通过介绍2个水利水电工程陶瓷活塞杆涂层破坏的实例,分析了涂层破坏产生的原因,并提出了应对措施。

基于机理建模方法建立了液压驱动单元位置控制系统数学模型,针对不同环境结构下负载刚度和负载阻尼的动态变化特性,把位置控制环作为控制器内环,推导了一种变刚度和变阻尼负载特性的模拟方法。建立了负载特性模拟方法的仿真模型,并在液压驱动单元性能测试平台上进行了模拟方法的实验测试,研究了斜坡阶跃负载力和正弦负载力下变刚度和变阻尼负载特性的模拟效果。研究结果表明设计的模拟方法能够较好地模拟环境刚度参数变化、阻尼参数变化,以及刚度参数和阻尼参数同时变化时的负载特性。

针对市场上常见直线驱动器柔性差、重量大的缺点设计研发了一种气动柔性三肌肉轴向驱动器,并对驱动器进行理论分析得出驱动力与气压、伸长量与气压的公式并搭建实验平台对驱动器的公式进行实验校核,分析理论值与实验值的差异并得出结论.研究表明轴向驱动器伸长量不变时,通入气压越大驱动力越大.轴向驱动器通入的气压不变时,伸长量越大驱动力越小.该研究对以后轴向驱动器的控制和使用提供了一定基础.

采用伸长型驱动器和球形制动器研制了一种气动柔性手腕.采用静力学实验的方法,分析了手腕端盖转角与气压的关系,当气压值为0.34 MPa时,手腕端盖转角为41°.采用理论与实验相结合的方法,分析了手腕制动器的力学特性,当气压值为0.4 MPa时,制动器气囊轴向推力为107 N,并得到了手腕制动力矩方程.

在多级压力源切换系统的基础上,结合负载口独立控制技术提出了两级压力源切换负载口独立控制系统。首先给出了该系统的组成原理,提出了在阻抗工况下的位置-压力复合控制方法以及在超越工况下的单腔位置控制方法;其次采用机理建模的方法,建立了包含泵源、阀矩阵、比例阀、执行器、负载及蓄能器能量回收的能量传递模型;最后搭建实验系统对该系统能耗特性进行了实验研究。实验结果表明:与传统单压力源液压控制系统比较,两种系统位置控制精度相近,且两级压力源切换系统在阻抗工况下具有节能潜力,并在超越工况下具有能量回收的功能;在阻抗工况,两级压力源切换系统的输入总功比单压力源系统节能约10%,在超越工况时能够回收并储存负载所做功,不同工况下的回收率均在70%以上,从而验证了该系统在控制与节能方面的可行性。

提出了一种基于泵自吸能力下降拐点的模糊协调控制方法,根据变量液压泵的最低转速设计了切换器。依据实际系统的特点,选用正态函数变换得到S型函数,采用误差论域点离散的方法来处理所选择的隶属函数,确定不同误差域控制器的作用强度。由于系统自身的参数和负载参数的不确定性,采用模糊控制的方法,解决模型不好建立的问题,取得了良好的动态特性。仿真和实验表明,此方法能够解决注塑机驱动系统出现的低速特性差的问题。

压缩式垃圾车的主要工作方式为刮板、滑板联合动作。本文介绍某新型压缩式垃圾车的液压系统工作原理,并对该车的液压系统进行测试,得到如下结论。该系统在动作转换过程中压力波动小,动作平稳;该系统在大小泵合流工作时,小泵压力损失较大;该系统中多路阀响应快,动作延时短;该系统多路阀阀后流量损失较小,液压系统效率高。

设计了一种多功能旅行箱,包括箱体、活动脚轮、框架杆、顶部拉杆、中间拉杆、底部拉杆、侧面拉杆、外拉链、中拉链、内拉链等,该多功能产品具有箱体空间可调及可在不同路况下使用等特点。

针对传统液压阀控系统传动效率低的问题,提出了一种新型液压回路——多级压力源液压切换系统,给出了该新型液压系统的组成、工作原理、多级输出力的定义以及节能机理的实现,并进行了机理建模;以3个压力等级为例,设计了混合控制策略;搭建了多级压力源液压切换系统原理验证实验台。实验结果表明,多级压力源液压切换系统在位移跟随过程中,压力切换时存在位移和速度抖动;与传统液压位置控制系统相比,该液压系统具有显著的节能效果。

为解决闭式泵控非对称缸系统的流量不对称的问题,设计了开式泵控非对称缸负载容腔独立控制系统,并针对其非对称缸两腔采用不同控制算法时的参数耦合问题进行研究。以位置-压力组合控制为例,建立该系统数学模型并分析其耦合特性,进而提出位置前馈补偿解耦方法。基于600kN开式泵控油压机实验平台,验证其耦合及解耦特性。结果表明：在位置正弦扰动下,当频率分别为1Hz、1.25Hz时,位置前馈补偿算法对其耦合作用的抑制率分别为16.4%和14.8%。