足式机器人以自然界亿万年进化而成的哺乳动物、足式爬行动物或昆虫等足式生物为仿生原型,兼具足式生物肢体运动的灵活性和野外多种复杂地形的适应性,特别是与具备高功重比和快速响应能力优势的液压驱动相结合,大幅提升其运动性能和负重能力。首先,介绍足式机器人应用背景及其液压驱动基本原理,分析液压驱动在足式机器人设计与控制中的重要作用,列举现已公开的国内外多种形式液压足式机器人。其次,阐述近年来国内外研究机构针对足式机器人液压驱动单元、液压动力单元和液压控制方法三方面关键技术,取得的研究进展和研究成果。最后,从与仿生学深入融合的角度,提出了液压足式机器人腿部“肌骨”一体化仿生设计、机身“内脏”紧凑式仿生排布与控制“神经”多层级仿生融合的前沿发展趋势。

针对电液伺服阀故障模式及失效机理分析较少,完整的电液伺服阀寿命评估方法研究不足等问题,提出了一种基于故障模式及失效机理分析(FMMEA)的电液伺服阀寿命分析方法。首先,以电液伺服阀为研究对象,通过对电液伺服阀进行故障模式及失效机理分析(FMMEA),确定了电液伺服阀耗损机理和寿命特征;然后,依据现有的故障数据及应力类型,确定了威布尔分布模型参数,进而确定了电液伺服阀的寿命模型;最后,依据电液伺服阀结构组成原理,建立了电液伺服阀的力矩马达、液压放大器、滑阀组件的可靠性模型,并进行了电液伺服阀的寿命分析。研究结果表明:通过对电液伺服阀现有故障数据进行分析,合理选取了威布尔分布中的形状参数,得到了更加准确的寿命预测模型;采用基于FMMEA的电液伺服阀寿命分析方法可以有效降低电液伺服阀寿命评估中的误差,提高各种因素...

针对用于某系统的电磁阀响应特性有待优化的问题,对影响电磁阀响应特性的参数最优组合进行了研究。首先,介绍了电磁阀的工作原理,并建立了电磁阀的数学模型;然后,基于Simulink建立了电、磁、机械液压仿真模型,应用正交实验法,以响应时间最小为优化目标,选取线圈匝数、弹簧刚度、工作行程和动质量等4个主要的影响因素,并进行了组合分析;最后,确定了影响电磁阀响应特性主要因素的最优参数组方案,并对其进行了分析与验证。研究结果表明:影响开启特性因素的主次顺序依次是动质量、弹簧刚度、匝数、工作行程;影响释放特性因素的主次顺序依次是弹簧刚度、工作行程、动质量、匝数;与优化前相比,最优组合方案下的电磁阀响应特性得到了显著提高,获得了较为准确的电磁阀响应特性仿真结果,可以为提高开关电磁阀设计质量和效率提供理论基础。

电液伺服阀因具有可靠性高、寿命长等特点而被广泛应用在飞机液压系统中,作为核心控制元件在系统中起电液转换和功率放大作用。在电液伺服阀服役期间油液污染会对整个阀的性能造成影响并大大降低使用寿命。针对此问题,分析了电液伺服阀的卡滞失效模式,得到不同尺寸颗粒的污染卡滞敏感度,利用加速试验方法,确定加速因子,采用污染卡滞加速寿命模型对不同污染度等级下电液伺服阀进行寿命评估。

广泛存在于机械系统中的摩擦现象在系统处于低速运动时会表现出复杂的强非线性特征,将大幅度降低系统位置控制性能,因此需要将摩擦现象进行模型化分析并纳入系统特性。对常见的摩擦模型进行了介绍和分析;并以能够较为全面描述摩擦现象丰富特性的LuGre摩擦模型作为基础,讨论并分析了其数学特性;采用遗传算法对其6个未知参数进行识别,设计了一种非线性摩擦力观测器。通过仿真与试验,对遗传算法的有效性和摩擦力观测器的效果进行了验证。试验

为驱动大负载实现往复运动,多采用高功重比的液压驱动系统来实现,针对采用压力油箱供油的液压驱动系统即气液联动系统进行机理分析,并对其中各元部件进行数学建模,形成整个气液联动系统仿真模型,并探究关键元件压力油箱的工作机理及其工作特性。通过搭建加载系统进行加载分析,并搭建加载系统数学及仿真模型,通过气液联动系统与加载系统联合仿真模型进行仿真分析。考虑了温度对液压油的影响,实现了对压力油箱的精准建模,通过仿真与实验平台