通过对超高压柱塞泵结构、工作原理的介绍,针对柱塞泵发生的故障现象,阐述故障成因,并提出从根本上解决柱塞泵制造质量的对应措施。

为提高机器人柔性末端的适应性、稳定性、精确性和易控性,以圆柱形物体抓取为例设计3种仿人手柔性手爪方案并进行优选;针对仿人手非对称手爪的变形特点,提出包括抓取对象偏心距、末端位移垂直偏差、末端位移水平偏差、柔性手指曲率半径、最小工作压力在内的5个评价指标。通过单指变形特性试验和多指手抓变形特性试验,分析不同状态下的手爪变形规律。研究表明:采用对开式三指布置能有效降低最小工作压力;与长短手指组合相结合后,能有效提高不同压力和负载下的抓取稳定性和精度,并使得手指的曲率半径变化线性度提高。总体上,传统柔性手爪方案手爪的变形非线性较强,负载的增加会使手爪所需的工作压力增大;采用非对称布置的仿人手抓取方案综合性能最优。研究结果为机器人柔性末端结构优化及其形态的精确控制提供了参考依据。

根据煤矿用户对支护装备故障的统计与反馈,当液压系统部分液压阀在低压状态下,出现慢泄漏现象的频次较高。为了适应煤矿井下对液压阀等元件的应急抢修,以确保工作面支护安全,设计一种体积小,便于地面和井下搬运、安装的检测设备。其中,在低压密封性能检测回路中溢流安全阀是其关键组成元件之一。分析现有的直动型溢流阀原理、结构,对其阀芯、阀座、阀体等进行创新性设计,使其在一定压力范围内保持良好的密封性。通过试验验证,溢流安全阀在2 MPa压力下密封可靠,达到矿用液压元件低压密封性能的检测标准。

设计了基于PLC与工业机器人的步进电机智能装配系统,该控制系统由总控单元、行走单元、雕铣机单元、装配单元、输送单元、立体仓库单元等组成,采用以太网通信,实现了机器人、机器视觉、PLC之间的数据与I/O信号交换,能完成了步进电机各零部件的搬运、加工和装配等工序。提高了工厂智能制造与装配水平、降低了人工成本,具有较高推广应用价值。

为揭示工作压力与负载的作用对多腔体软体驱动器变形的影响规律,建立了多腔体软体驱动器变形评价指标,包括末端轨迹、末端接触力、曲率半径和腔体拟合圆直径4个指标。基于不同负载和工作压力下的试验结果,采用拟合的方法建立了多腔体软体驱动器曲率半径与工作压力、负载的关系模型,并采用该模型对不同负载下的驱动器曲率半径变化曲线进行预测。分析结果表明,曲率半径拟合数学模型试算结果与试验结果吻合度较高。负载的增大使多腔体软体驱动器的末端轨迹变化范围明显减小、线性度增加;曲率半径随工作压力的增加呈指数下降的趋势,曲率半径和末端轨迹受负载作用的非线性都较强;工作压力和负载对腔体拟合圆直径的影响呈相反的趋势。该研究能为不同用途下多腔体软体驱动器的设计与精确控制提供参考。

矿用液压阀与立柱、千斤顶等元部件都需要进行高压与低压密封性能试验。为了提高检测过程自动化水平,减少人为干预试验过程引起的操作失误,设计出可以自动切换低压与高压检测回路的低压仪表保护阀。该阀可以设定保护压力,低压与高压情况下密封可靠,结构紧凑。并对设计过程的分析计算作了解释和说明。

根据目前矿用液压支架制造和使用趋向于大型化的现状，综合国家标准GB25974.2-2010与GB25974.3-2010规定的煤矿用液压支架“部分立柱和千斤顶技术条件”和“液压控制系统及阀”的试验回路，设计了可用于液压支架制造、大修的可输出100 MPa超高压以及外接不小于80 L／min流量的试验检测试验台，可对液压支架用立柱、千斤顶等进行最低启动压力、空载行程、密封性、加载等试验，可对各种阀进行密封性、压力损失－流量特性、启闭特性、强度等性能试验，满足了支架制造和大修的需求。

通过对超高压柱塞泵结构、工作原理的介绍，针对柱塞泵发生的故障现象，阐述故障成因，并提出从根本上解决柱塞泵制造质量的对应措施。