利用电液伺服阀和非对称液压缸的流量连续性方程、力平衡方程,推导出阀控缸动态数学模型;利用拉格朗日函数法和虚位移原理,建立了下肢外骨骼机器人各液压缸的负载力计算模型;通过稳定边界参数整定方法设计了下肢外骨骼机器人电液伺服系统PID控制器,并运用Simulink仿真软件对该系统跟随人体步态情况进行了仿真。仿真结果表明,该系统能够达到下肢外骨骼机器人对电液伺服系统的相关要求。

在自由活塞斯特林机动力活塞间隙密封中,间隙内的气体泄漏会引起工作腔内压力和气体质量的变化,进而影响斯特林机的工作效率。为研究在压缩循环过程中气体泄漏量对压力的动态影响,建立间隙密封长度不变、间隙密封长度单侧变化和间隙密封长度双侧变化3种不同的间隙密封物理模型,采用时间推进法,分析求解不同形式的密封对泄漏量的影响。结果表明:间隙密封在启动阶段时单向泄漏量最大,随着时间的推进,泄漏量逐渐减小后达到稳定,间隙密封长度不变的模型相较于其他2种模型的单向泄漏量最少。基于间隙密封长度不变的模型,分析气膜厚度、背压、密封长度对泄漏量的影响,对气膜间隙和背压进行优化设计。结果表明:气体质量的泄漏随气膜厚度和背压的增加而增加,随活塞长度的增加而减小;当气膜间隙为20~30μm,活塞长度为10~15cm,背压在3~5 MPa时,...

在目前永磁同步直线电机推力波动性能测试试验台的研究中,存在着导轨和加载形式单一的问题,因此设计了一种将无杠气缸作为加载形式,以PMSLM驱动气浮导轨进行推力波动性能测试的试验台。该推力波动性能测试试验台运用气体润滑技术使得组件沿着气浮导轨移动保证了运行的直线精度。对该试验台的整体结构进行了设计和论证,结果表明:导轨面的最大变形量在0.97~1.13μm之间,气浮导轨的最大应变是1.44×10-5,气浮导轨的最大应力为2.96 MPa,说明其具有机械精度高、运动直线度高、安装维护容易等特点,能够达到预期的设计目的。

目前精密二维气浮工作台的研究,存在着二维气浮工作台的刚度和承载力较小的问题,设计了一种以精密方箱为基准的精密高刚度二维气浮工作台。该气浮工作台采用整体式气浮导轨副设计,全部构件以精密方箱为位置基准,用精密方箱自身的高平面度、平行度和垂直度来保证X轴和Y轴导轨的运行直线精度和系统刚度,并且工作台采用直线电机驱动,消除了传统机械传递带来的误差。该实验台具有机械精度高、运动直线度高、系统刚度大、安装维护容易等特点,能在精密加工、精密测量领域中广泛使用。

分析了矩形静压推力轴承的表面特征以及分形理论中几种模型的特点,结合轴承表面特征提出选用分形插值模型对静压推力轴承表面的平面度与粗糙度进行综合分形模拟。实例验证表明该方法对静压推力轴承表面平面度与粗糙度综合特征的模拟符合真实情况,为静压推力轴承的润滑性能模拟奠定了基础。

为了分析可变截面节流器对空气静压轴承性能的影响,提出了变截面节流器的空气静压轴承模型,通过轴承承载表面弹性薄板的挠度变形实现节流器截面形状的动态变化。建立固体薄板变形和气体润滑的耦合偏微分方程,采用有限差分法和超松弛迭代法对耦合方程进行离散和数值求解。计算结果表明节流器的截面形状直接决定了数值计算过程中喷嘴系数的大小,与刚性节流器的空气静压轴承相比,变截面节流器的空气静压轴承刚度提高了15%,在较高承载力的情况下能够获得更大的刚度。实验测试结果和理论分析基本一致,变截面节流器的设计方法能够有效提高空气静压轴承的静特性。

针对滚动轴承发热量计算方法进行对比分析,获得更适合高速滚动轴承发热量计算的方法,在此基础上建立了高速圆柱滚子轴承的摩擦发热计算模型、热对流计算模型和热分析计算模型,采用Rumbarger计算模型与ANSYS Workbench相结合研究了不同转速和不同润滑油运动黏度对轴承温度分布的影响规律。

该文利用气体润滑技术对针杆机构进行无油化研究，根据针杆机构分析的结果设计了孔一腔型动静压混合气体轴承，获得了合理的结构参数。对该气体轴承进行实验研究，实验结果证明大大提高了针杆机构的润滑效果，实现了针杆机构无油化。

针对弹性薄板气浮垫的精密研抛工艺要求，主要设计和改造了现有精密研磨抛光机的加载方式。为了能够实现弹性薄板气浮垫边充气边研磨抛光加工，针对弹性气浮垫的特有结构，提出一种端面气膜密封的旋转密封件以及分气站的设计方案。精密研磨抛光机的改造设计可以实现弹性薄板气浮垫在研磨抛光设备上自动研磨抛光。

为解决气体静压推力轴承性能测试的问题，设计了一种气体静压推力轴承性能测试实验台。该实验台利用弹簧拉压平衡原理对轴承加载，并利用力传感器测定施加栽荷大小；分别采用位移传感器和流量计实现对气膜间隙大小及耗气量的测量；使用单坐标工作台实现压力分布的连续测定。该实验台具有操作方便、自动化程度高及精度便于控制的特点。