螺旋输送机系统是土压平衡盾构的重要组成部分.通过改变螺旋输送机转速可以调整密封舱内土渣排出速度,从而调整密封舱压力.提出一种基于流量补偿单泵供油的新型螺旋输送机电液控制系统,详细介绍其工作原理,并给出液压系统的设计计算,分析基于流量补偿技术的控制方法,最后利用AMEsim软件对系统进行相关仿真研究,比较补偿和未补偿的螺旋输送机转速曲线,验证该系统的有效性及控制方法的合理性,为盾构螺旋输送机系统设计提供参考依据.

随着人工智能技术的迅速发展,各类智能机器人的研究也越来越受到人们关注。面向实际生活和工业应用中存在大量爬杆作业的需求,在分析现有爬杆机器人在实际应用中所存在问题的基础上,设计了一款能够快速攀上固定高台的新型气动驱动机器人。该机器人利用双作用气缸为主要执行元件,通过设计六连杆机构对圆柱杆进行夹紧,通过气缸提升实现机器人的爬杆动作,然后通过摩擦轮带动机器人旋转上台进行工作。首先对机器人进行了结构设计和建模,再通过COMSOL软件分析主要零件的力学性能,并在AMESim软件中完成提升和夹紧机构的运动仿真。分析结果表明,该气动爬杆机器人能够满足快速爬杆的要求。

航天服为航天员在太空环境提供基本生命保障,同时还需具有较好的活动性能以便开展作业。航天服工作时需充气压构成真空防护,而气压会导致较大关节阻力矩,对着服者活动产生很大影响。为研究航天服充气压状态下的关节阻力矩特性,研制了一种能够消除重力、牵引轨迹误差等因素干扰的测试平台,并对航天服肘关节、膝关节、髋关节活动阻力矩进行测试,分析了关节阻力矩与航天服余压及关节活动速度的关系。在测试数据的基础上,采用改进型数值实现方法及线性插值方法建立了基于Preisach迟滞模型的航天服关节角度与关节阻力矩数学模型,并在MATLAB/Simulink中进行模型预测仿真计算,验证了所提出的改进型迟滞模型能实现对航天服关节阻力矩的精确预测,为航天服关节活动性能的改善提供了理论参考。

在分析盾构掘进机的推进系统和刀盘系统的基础上，推导推进系统压力、刀盘系统压力、推进系统净流量与刀盘系统流量之间的关系，通过实验数据验证了推导模型的正确性．分析土舱内土体的流动连续性，得到螺旋输送机流量、刀盘系统流量、推进系统压力与土舱压力之间的1阶微分方程式，提出以推进压力、土舱压力和刀盘转速的实时数据采样值为输入，螺旋输送机转速为输出的基于排土控制的前馈一反馈土压平衡模型．可知，土舱压力是由推进系统压力、刀盘系统流量和螺旋输送机流量多个因素共同决定的．实验表明，前馈一反馈控制模型的控制效果较好．

针对盾构在极端地质环境中掘进时推进液压系统易遭受突变载荷的工程问题,提出盾构推进液压系统突变载荷顺应性的定义及其评价指标.描述推进液压系统突变载荷顺应机理,分析油液体积弹性模量、压力阀、管道及蓄能器4个关键因素对系统顺应性的影响规律.基于顺应指标形成面向特定地质环境的推进液压系统载荷顺应性评价方法,定量评价2类现有典型推进液压系统在给定地质条件下的突变载荷顺应性.结果表明,比例调速阀系统较比例减压阀系统具有更好的突变载荷顺应效果,可将顺应性从1.08提高至1.27.顺应性指标及其评价方法为基于顺应性的推进液压系统设计提供理论依据.

介绍了采用压力流量复合控制的土压平衡盾构模拟推进电液控制系统的工作原理以土体线性粘弹性模型作为负载建立了比例溢流阀、比例调速阀和液压缸的数学模型分别导出了比例溢流阀控制推进系统压力和比例调速阀控制推进系统速度的传递函数。采用常规PID控制对压力和速度控制系统的阶跃特性和稳定性进行仿真分析验证其可行性。通过对盾构模拟推进试验结果分析可以看出该液压系统在模拟盾构推进试验中达到了预期的控制效果为实际盾构推进液压系统的设计提供一定的参考依据。

在工业4.0的背景下制造业面临转型升级液压传动技术将发生变革。本文对比分析了液压传动技术从传统走向现代过程中各阶段的特点指出现代液压技术无论在理论研究还是工程应用方面都应突破传统发展模式与现代科技深度融合。从运用智能材料、创新结构设计、引入先进制造技术、拓展新应用领域等方面综述了现时期液压技术在一些典型领域的研究和应用现状。结合新型工业化的特征及现代液压技术目前存在的问题探讨了其未来发展趋势为工业4.0时代液压技术的转型升级、创新发展提供了思路。

盾构掘进机是一种现代化的隧道掘进装备，其中的液压系统在掘进机的正常掘进中发挥主要作用。以土压平衡式盾构掘进机为例介绍盾构掘进机中推进系统、刀盘驱动、螺旋输送和管片拼装4个主要液压系统的组成结构及其工作原理，分析各部分液压系统的工作特性和工况条件。总结4种兼顾工作效率和能量利用率的液压系统节能方法，并针对各自的工作原理和应用范围，结合盾构液压系统的工作特点，指出各种节能技术在盾构液压系统中的适用范围和应用前景，为隧道盾构掘进机液压系统节能设计提供技术依据。以Φ1800mm盾构模拟试验台全局功率自适应刀盘驱动液压节能系统为例介绍一种节能技术的应用实例，实际掘进试验结果表明该系统具有明显的节能效果。

给出了采用压力流量复合控制的盾构掘进机推进液压系统工作模型，对其中的比例调速阀和比例溢流阀在AMESim环境下进行了模型构建，并完成了阀基本参数的优化设计。采用一种简化的动态土体粘弹性模型模拟盾构实际推进过程中的复杂负载工况。引入一种采用偏差修正参数的非线性PID控制器并在Matlab／Simulink环境下建模。为充分发挥各软件的优势，通过AMESim与Simulink接口界面，实现了液压控制系统的联合仿真。仿真结果表明，与常规PID控制相比，非线性PID对盾构推进液压系统的控制效果更佳。

给出了采用压力流量复合控制的盾构掘进机推进液压系统工作模型,对其中的比例调速阀和比例溢流阀在AMESim环境下进行了模型构建,并完成了阀基本参数的优化设计。采用一种简化的动态土体粘弹性模型模拟盾构实际推进过程中的复杂负载工况。引入一种采用偏差修正参数的非线性pid控制器并在Matlab/Simulink环境下建模。为充分发挥各软件的优势,通过AMESim与Simulink接口界面,实现了液压控制系统的联合仿真。仿真结果表明,与常规pid控制相比,非线性pid对盾构推进液压系统的控制效果更佳。