专利作为一种包含信息较为丰富的知识载体，是支持创新设计的重要资源.基于对机电领域专利信息的分析与整理，结合TRIZ理论及FBS求解过程，对专利文件中所涉及的技术参数、功能以及发明原理进行分析和提取，通过计算专利知识间的关联度将提取后的专利知识进行关联组织，并构建了相应专利知识库原型系统.设计人员可以通过多种检索方式在系统中获得所需的专利知识信息，从而为产品创新设计提供支持.最后通过折叠自行车设计实例说明专利知识库的应用.

分析了工程机械BOM构建现状和不足，给出一种适合工程机械基于分类和模块化的超级BOM构建方案.从工程机械产品销售实际，对产品的主参数、特征参数、可选参数概念作出说明.将属于某特定型号工程机械产品的所有部件划分为公共部分、特征部分、可选部分，并建立相应部分虚拟层级.根据模块化思想，对特征部分和可选部分建立具有约束关系的选择模块.将物料分类原理应用于模块化超级BOM构建，运用Excel和VBA实现了产品编码自动生成和BOM自动构建功能.分析该方案特点并应用于工程机械产品BOM构建，结果表明，基于分类的模块化BOM构建方法简单易行、合理有效，能够快速准确构建单一产品BOM，对于工程机械信息化具有较好的参考价值.

可修串联系统是一类经典的可靠性模型，在实际工程中较为常见．为满足工程实际需求，所研究的系统由2个部件和1个维修工组成．假设工作时间、维修时间和部件更换时间均服从指数分布，在维修之后系统不能修复如新．系统采用部件故障N次之后将被更新的维修策略．在这些假设下利用几何过程和马尔科夫过程对系统进行建模，再利用半马尔科夫过程和数值积分方法给出系统瞬态可用度和（0，t］时间内故障次数的计算公式．最后给出算例并应用Monte Carlo方法对所得公式进行验证．为进一步研究复杂机械系统的可靠性提供了理论基础．

考虑含微裂纹齿轮在接触载荷作用下发生点蚀破坏的问题，将齿轮裂纹扩展模型与可靠性分析、可靠性灵敏度分析方法相接合，分析计算了齿轮点蚀破坏的随机参数可靠性灵敏度．首先建立了齿轮接触等效二维模型，在良好润滑条件下，初始裂纹出现在接触应力最大点处，基于赫兹接触理论利用有限元方法模拟了齿轮接触时裂纹的增长情况，并应用最小二乘法拟合裂纹长度与应力强度因子之间的函数关系，应用BCS短裂纹扩展速率模型建立了齿轮寿命模型．之后考虑齿轮参数及载荷参数的随机性，结合可靠性评估的降维点估计方法及可靠性灵敏度分析理论，计算了可靠度对各随机参数的均值及方差的灵敏度，得到了随机参数对可靠度影响程度的排序，为防止含有微裂纹的齿轮点蚀破坏提供了理论依据．

突跳式温控器失效会导致电茶壶、电饭煲等家电产品控温和过热保护功能失效.采用FMECA分析方法，确定导致突跳式温控器失效的关键元件，通过关键元件失效分析，得到突跳式温控器的失效机理，提出提高突跳式温控器工作可靠性的技术措施.FMECA分析表明，突跳式温控器的主要失效模式为触头粘结、簧片断裂和温度漂移，引起突跳式温控器失效的关键元件为触头、簧片、热双金属片.关键元件失效分析表明，触头粘结现象是由于触头燃弧引起的，簧片断裂现象是由于簧片受到的疲劳应力超过疲劳强度引起的，温度漂移现象是由于热双金属片尺寸参数改变或热双金属片层间分离引起的.

注塑机械手是对塑料加工生产进行自动控制的生产设备.在实际工作过程中，注塑机械手在快速响应的控制条件下会产生结构谐振，影响机械手的定位精度.应用参数化建模方法和CAE软件对注塑机械手进行结构谐振有限元分析，并基于多学科优化设计平台，以减小谐振为目标，采用自适应模拟退火算法对机械手的结构尺寸进行优化设计，最终降低了机械手平台振动，提高了机械手的定位精度，并实现了设计优化过程的自动化，为类似产品的设计开发提供了系统的参考方法.

针对基础振动对TBM液压元件性能的影响，为TBM液压元件优化设计提供理论依据，选择直动式减压阀为研究对象，分析其工作原理，建立减压阀的动态响应数学模型，仿真研究基础振动幅值和频率对减压阀波动特性的影响规律，分析减压阀不同结构参数对压力波动的影响.结果表明：基础振动会引起减压阀出口压力波动，波动幅值随振动幅值增加而增大；当基础振动频率大于50 Hz时，压力波动幅值随频率的增加明显增大；减小背压腔初始容积和回流通道直径能提高减压阀的动态稳定性.

为了提高某公司生产的CHP30型湿喷机机械臂的工作性能，运用DH坐标法对该机械臂进行运动学分析；基于刚柔耦合系统动力学理论，建立了机械臂的刚柔耦合模型，利用ADAMS分别对机械臂的刚性模型和刚柔耦合模型进行了动力学分析，得到了不同载荷情况下机械臂末端在各坐标轴方向上的位置曲线.仿真结果表明：机械臂和混凝土的重力动载荷以及喷射作用力是其产生振动的主要原因，最大振幅约为0.04 m，与实际情况相吻合；端部喷射作用力对机械臂末端振动的影响程度因喷射方位的改变而变化，喷射侧面时，振幅最大，喷射顶部时，振幅最小；橡胶输送管悬挂在2个锁扣上时对机械臂的振动影响较小.仿真结果对湿喷机机械臂的设计有一定的指导作用，同时为机械臂末端的轨迹规划和机械臂的疲劳分析提供了理论依据．

伺服系统工程应用越来越广泛，但负载动态特性对伺服电机跟随性能的影响关系目前仍不完全明确．为明确其影响关系，提出负载动态特性对伺服电机跟随性能影响的分析方法，根据伺服驱动理论，建立伺服驱动数学模型，分析伺服电机跟随误差的形成原理，建立伺服电机跟随误差与负载的函数关系．设计不同动态特性负载实验，验证了负载动态特性对伺服电机跟随性能的影响与理论分析相符．根据伺服电机跟随误差与负载的函数关系优化负载动态特性、电机惯量和伺服周期三个变量，进行对比实验，结果表明伺服电机的跟随性能得到了提升．

非接触搭接是电子设备箱体常见的连接形式，搭接处会不可避免地存在缝隙，而缝隙是电磁泄漏的主要途径，将致使箱体屏蔽效能降低，故有必要探索增强腔体屏蔽效能的方法．以几种典型非接触搭接金属箱体为研究对象，在平面波激励下，利用传输线矩阵法（TLM）和波导理论，对搭接长度、缝隙宽度、缝隙长度等参数对箱体屏效的影响进行了定量的数值计算和定性的理论分析，结论表明通过减小缝隙宽度、增加搭接长度和螺钉分段均可提高箱体屏效．同时计算分析了不同搭接形式对箱体屏效的影响，提出了能够实现高屏效的搭接结构途径，并结合矩形波导理论得到采用弯折搭接结构也能够显著提高箱体屏效的结论．研究结果可为电子设备的电磁屏蔽设计提供依据．

梁结构在工程设计中有着广泛应用，其支承情况多种多样，往往不能简单地按理想的固支或简支梁来处理.以一种混合边界条件下短梁结构为研究对象，进行了短梁的模态试验，并基于Abaqus有限元软件，分别对端面固定边界约束、一端固定边界约束、弹性+固定边界混合约束条件下短梁结构进行模态分析.结果表明，边界约束条件通过改变系统刚度，导致模态特征改变.不同边界条件下的梁结构约束模态特征具有显著差异.采用混合边界条件的梁结构约束模态频率与试验结果吻合.

大型船闸底板表面经常会产生顺水流方向的纵向裂缝，常规设计方法无法解释.引入土体渗流固结理论，建立模拟船闸施工过程的有限元仿真模型，对比常规设计方法计算结果，从另一角度进一步分析底板开裂原因，认为常规设计方法是一种瞬态整体分析方法，既没有考虑船闸施工过程，也没有考虑土体沉降过程时间特性，对底板上表面应力计算存在较大偏差，建议设计时采用仿真方法进行计算分析.

Pro/E模型与MATLAB/Simulink模型表达方式的不一致直接影响了两者间进行联合仿真.从Pro/E装配模型到MATLAB/Simulink模型的转换分为装配模型信息的提取和接口信息转换两部分内容；前者采用的是基于特征设计技术和分层、分类的方法来提取信息的，而后者是把.xml作为中性文件将信息从Pro/E到MATLAB/Simulink间进行映射.其中后者还涉及Pro/E装配模型的约束关系到机构间运动副的转换，采用的是基于约束度的组合推理算法实现简单约束转运动副，并对螺旋法转运动副进行了理论研究.最后用转换挖掘机实例证实了上述研究方法的可行性，解决了利用 Pro/E 和 MATLAB/Simulink进行联合仿真所遇到的相关技术性问题.

为解决现有上肢康复机器人功能单一以及结构复杂的问题，提出了一种6-DOF外骨骼式上肢康复机器人，建立了康复机器人的运动学模型，通过DH变换对其正向运动学和逆向运动学进行求解.运用Pro/E对康复机器人进行三维建模，通过Mechanism/Pro导入ADAMS/view中进行运动学仿真，得到机器人末端位移的仿真曲线和理论曲线一致，验证了理论推导的正确性，进一步仿真结果证明该方案具有较好的运动特性.

柔性铰链微位移放大机构的性能分析，通常采用柔度静力学分析方法，该方法分析过程复杂，柔度计算量大.为此，提出一种新的分析方法，将柔性铰链转换为刚性铰链并在其上加一等效刚度系数为k的扭簧，采用虚功原理对机构进行分析求解，推导出微位移放大机构输入位移、输出位移的计算式，进而求得机构的放大比.采用上述方法对柔性八杆对称微位移放大机构进行性能分析，将所得的分析结果与柔度静力学分析法、有限元分析法的分析结果进行对比，三者具有很好的一致性，验证了该方法的正确性.该方法充分利用了机构的对称性，使得分析求解过程得到了很大程度的简化.

为了防止塔机运行过程中起吊货物与障碍物发生碰撞，介绍了ZigBee无线定位的原理，分析了无线电传播损耗模型.根据塔机的结构特点优化布置定位参考节点，简化了定位算法；采用高斯理论模型过滤RSSI值，利用对数正态分布理论模型计算距离; 最后应用提出的三维定位算法求得盲节点坐标.在实际环境中进行了实验，实验结果表明，该算法可实现定位精度在25 m以内的定位，为塔机定位防撞系统设计、塔机的实时监控提供了参考依据.