针对服务型机器人对系统的柔性、安全性提出的高要求,开展了气压驱动轻量型机械臂的伺服控制系统和碰撞检测方法研究。设计制作了二自由度轻量型机械臂样机,建立了机械臂的运动学和动力学方程,对系统的摩擦力矩进行了辨识。采用PID与加速度反馈和摩擦力前馈补偿控制策略,解决了机械臂关节旋转过程中的低速爬行问题。研究了基于被动柔顺控制和动力学方程的碰撞检测方法,实现了机械臂的防碰撞功能,提高了系统的安全性。通过对实验样机的试验测试,验证了机械臂的位置伺服控制策略和碰撞检测方法的有效性。

为了满足服务型机器人对人机交互动作柔软性、安全性的高要求,基于仿生学理论提出了一种气压驱动扇形柔性关节,并将其用于多指灵巧仿人机械手的构建。采用柔性关节驱动和刚性手部骨骼相结合的设计理念,兼顾手部刚度与柔性。通过关节角度的检测和供气压力的调节,实现手指关节弯曲角度和手指抓握力的连续控制。描述了扇形柔性关节的工作原理和结构设计特点,以及手部整体结构的设计,并对机械手抓握动作和功能进行了试验分析。试验结果表明:柔性多指灵巧仿人机械手能够完成各种手势以及对球状、圆柱状和卡片状等物体的抓取。

现有的力觉反馈设备,大多将驱动力直接作用于操作人员,具有操纵安全性和柔顺性上的缺陷。针对这个问题,设计了一种用于主从控制的阻尼力可调关节模块机构。该关节模块机构基于制动器原理设计,为被动力反馈系统,安全性好。驱动器使用一对膜片式气缸,采用驱动力转换为摩擦力方式,间接达到转动阻尼力调节的目的。文中论述了阻尼力可调关节模块的设计方案、阻尼力调控原理,并对制作的样机进行实验和数据分析。经过实验证明,阻尼力可调关节模块机构响应速度快、运动可靠、控制精度高,达到了主从控制的使用要求。

基于机电一体化设计思想和最新的驱动技术，通过分析人体解剖学，针对人类手掌的外形结构、驱动形式以及运动规则，利用仿生学原理设计了一种仿人五指灵巧手。该灵巧手有5个手指，11个自由度，在外观和功能上接近人手；除拇指外其余四指采用模块化设计从而简化了灵巧手的机械结构设计过程，增强了互换性和可靠性。该灵巧手在结构上是人手的1．5倍，手指具有位置、力／力矩以及关节角度的感知功能。通过气动人工肌肉驱动，利用C8051F040单片机对灵巧手指进行控制，采用PID控制算法实现对手指各个关节的位置反馈控制。

设计的气动人工肌肉驱动的灵巧手控制系统，由数据手套完成远端到临近点的主从控制，由分布式二级控制系统完成临近点到接触点的自主控制。两种控制方式相融合，既提高了抓取效率，又保证了抓取的柔性，对灵巧手的智能控制方法的研究有一定的参考价值。

高压大流量工况下阀芯液动力是影响安全阀启溢闭特性的重要因素。以某公司研制生产的FAD1000／50安全阀为对象，建立阀芯瞬态液动力数学模型，通过模拟实际工况的动态仿真，分析影响液动力大小、方向的主要因素，论证了瞬态液动力导致的阀芯振荡是不容忽视的。

提出了一种采用直驱式电液执行器实现双缸同步驱动的液压系统。通过同步原理分析，提出了三种同步方案。基于AMESim仿真软件，搭建直驱式电液执行器驱动双缸系统的仿真模型，完成系统的动态特性、位置跟踪精度及同步性能分析，为直驱式电液执行器在重载工况下采用多执行元件驱动系统的应用提供了有力的理论支持。

针对液压伺服系统所具有的时变性等特点，建立了双电液伺服马达位置同步系统模型，并提出一种基于模糊控制的双电液伺服马达模糊复合交叉耦合式控制方式，通过模糊控制器来补偿同步通道由于时变性和外部干扰所导致的同步误差。仿真结果表明：该方法能提高位置同步精度。

高水基高压大流量安全阀是液压支架的关键元件之一 其密封性能直接影响到液压支架的工作性能.针对高压大流量差动式安全阀 基于ANIDA 有限元软件 分析密封材料特性和选择组合密封的必要性.并在高压大流量的工况下确定了该安全阀组合式密封合适的预压缩量 为安全阀的泄漏控制提供技术支持.

对一种微力矩高频高精度被动式电动负载模拟系统进行研究，提出采用反推控制方法来解决强力／位耦合问题。将系统视为单输入多输出系统，建立了其耦合动力学模型；通过引入适＂-3的虚拟控制量来设计反推控制器，使系统误差具有期望的渐进形态，同时基于Lyapunov方法从理论上证明系统的稳定性。从仿真结果中可以看出，在高达60Hz的正弦信号下，承载系统幅值跟踪误差约为0．5％vrad，相位滞后约为10。；同时加载系统幅值跟踪误差约为0．2％N·m，相位滞后约为10°。仿真证明了该方法的可行性和有效性。