高端工程机械与矿山装备研究所依托山西省“1331工程”机械工程优势特色学科，现有现有科研人员34人，其中，双聘院士1人，教授9人，副教授13人，博士生导师2人，硕士生导师24人。

研究所拥有山西省新能源车辆院士工作站省级平台，近5年承担国家自然科学基金7项，军工科技项目2项，山西省科技重大专项、山西省重点研发计划等省部级以上项目27项，企业合作项目60余项；获省部级科技奖励5项；出版教材及专著12部。

研究所面向工程机械、矿山装备、农业机械、特种车辆行业领域的数字化、绿色化、智能化重大技术需求，注重基础学科研究、应用基础研究和机电液控学科交叉融合，在整机及其关键部件的设计、研发与试验研究方面独具特色，主要研究方向为工程机械与特种车辆现代设计理论及关键共性技术、矿山装备低碳技术及智能化、高端装备人机工程及工业设计理论，与徐工、柳工、中信重工、龙工、河北宣工、山推股份、詹阳动力重工、宇通重工、中车集团和汾西重工等企业开展产学研合作和重大技术装备科技攻关。

☆研究所主要服务领域工程机械数字化设计理论与智能化；工程机械减振降噪技术与阻尼材料特性研究；工程机械多元动力匹配与新能源动力系统；电动工程机械关键共性技术及工程应用；工程机械关键部件结构可靠性评估；矿山装备运行机理与动态性能设计；煤机装备设计理论及智能化；矿山装备故障诊断及数字孪生技术；矿山装备高功率密度传动系统可靠性技术；矿物加工层压粉碎机理和金属矿浮选的铅活化理论；矿山装备节能共性技术；高端装备关键结构轻量化技术；高端装备人机工程与工业设计。

☆研究所主要仪器平台互联式油气悬架综合性能测试平台、工程机械液压系统动态特性实验平台、工程机械与车辆结构动态特性实验平台、人机工程综合实验系统、纯电动汽车电机及控制器性能试验平台、智能车辆决策系统等。

☆学科研究方向

研究方向一：工程机械与特种车辆现代设计理论及关键共性技术

以工程机械、农业机械和特种车辆数字化、智能化和绿色化为研究目标，以现代设计理论与方法、性能分析手段及关键共性技术为研究内容，着力研究集机械、液压与液力、电力电子、信息传感与智能控制等多学科融合交叉技术的开发与应用，重点研究工程机械智能感知与自主作业控制技术、关键零部件及整机振动噪声控制技术、新能源动力匹配及能量管理，为这类机械装备的正向研发以及整机的数字化、智能化和数字孪生提供理论指导和技术支持。

主要研究领域：

（1）面向工程机械智能化的正向设计理论及关键共性技术

（2）工程机械动力匹配技术及新能源动力系统

（3）工程机械及特种车辆振动噪声控制技术

研究方向二：矿山装备低碳技术及智能化

以矿山重型装备性能提升、绿色、安全、高效、智能化为研究目标，针对矿山重型装备应用于多因素交叉影响的作业环境，研究矿山重型装备运行机理与动态性能设计、数字孪生技术以及在线检测、故障诊断技术、高功率密度传动系统可靠性；研究矿物加工层压粉碎机理和多相多尺度的流态化浮选分离理论；开展矿山重型装备节能共性技术研究；探索矿山重型装备制造过程中的节能减排技术，为绿色矿山建设提供保障。

主要研究领域：

（1）矿山重型装备高可靠性设计方法研究

（2）矿山重型装备智能化技术研究

（3）矿山装备绿色节能技术研究

研究方向三：高端装备人机工程及工业设计理论

以高端装备人机功效和工业设计为目标，针对人在操作装备过程中的准确性和安全性问题，开展人体肌电、脑电等生理指标测试，研究装备设计对人体疲劳的影响机理，优化装备结构布局，从而提高人机工效和装备设计的科学性，解决人机系统的综合设计问题。针对高端装备品牌系列化设计基因问题，面向高端装备进行基因提取并完成识别设计方案，结合眼动实验和多属性决策方法进行主客观的设计方案评价，提高装备的可识别性和科学独特的内饰外观设计风格，解决企业产品的形象设计问题。

主要研究领域：

（1）高端装备人机工程实验及布局优化

（2）高端装备外观及内饰设计

（3）工业产品的数字化造型与涂装研究

☆人才培养

1.研究生培养

研究所依托机械工程优势特色学科、机械工程一级博士点和机械工程博士后科研流动站，可招收和培养机械工程一级学科博士研究生、学术型和专业型硕士研究生。

2.本科生培养

研究所拥有机械设计制造及其自动化（工程机械方向）、机械设计制造及其自动化（矿山机械方向）和工业设计三个本科专业（方向），可在全国范围内招生。其中，机械设计制造及其自动化专业为国家一流本科专业，已通过三次国际工程教育专业认证；工业设计专业为山西省一流本科专业。

3.创新实践平台

研究所设立有大学生科技创新团队“工程机械与专用车辆创新创意设计工作室”、“英国365平台万里任我行车队”、“工业设计创新工作室”。创新团队坚持“专业教育、竞赛实践、科研创新”的大学生创新能力培养模式，已完成国家级、省级大创项目20余项，主要参加“中国本田节能竞技大赛”、“中国壳牌汽车环保马拉松大赛”、“世界机器人大赛”全国大学生工业设计大赛、“华辰杯”全国机械工业设计创新大赛、“铁建重工杯”工程机械及专用车辆创意设计大赛、“徐工杯”绿色创新设计大赛”等创意比赛，以及“中国汽车工程学会巴哈汽车越野大赛”和“中国汽车工程学会大学生汽车方程式大赛”等全国性实物对抗赛事，取得国家级奖项30余项。研究所代表性成果：

☆代表性研究成果

1.多机种液压挖掘机正向研发关键共性技术数字映像集成系统

研发了针对正铲、反铲液压挖掘机包括设计与性能仿真等功能在内的系列分析软件EXCAS（履带式正铲）、EXCAB_T（履带式反铲）和EXCAB_W（轮胎式反铲）、EXCAB_Z（挖掘装载机）的专用分析软件。已被应用到徐工挖机、徐工矿业、广西柳工、詹阳动力重工、中联重科等工程机械企业的液压挖掘机系列产品研发中，为这类产品的研发解决了大量复杂的分析计算问题，特别是为徐工700吨特大型液压矿用挖掘机XE7000E的性能分析提供了有力的技术支持，得到了上述公司的好评。

2.工程机械与矿山装备的多元动力匹配优化技术

开发了工程机械与专用车辆的牵引动力匹配设计软件，主要内容包括发动机与变矩器的匹配、发动机变矩器共同工作与传动系的匹配，发动机变矩器共同工作与行走机构的匹配，整机动力特性、牵引特性及工作特性的匹配设计等，以及工程机械与矿山装备的纯电驱动、混合动力等新能源动力系统的匹配优化设计。

3. 工程机械、矿山装备与重载车辆振动噪声评价及控制技术

针对推土机、掘进机、装载机、井下防爆胶轮车等作业环境差和振动噪声大等问题，研发了阻尼减振降噪系统和机构，多项成果已经推广应用于国内工程机械企业和山西省内煤机企业的相关产品。

4.大型露天煤矿自移式排岩成套装备研发

对不同工况进行动态设计和仿真分析，提高整机可靠性和稳定性；对关键零部件进行结构优化和力学性能分析，对履带行走装置进行刚柔耦合动力学仿真与分析；在离散元分析和仿真环境中对散料转载过程进行仿真、实验，研究成果用于大型露天煤矿自移式排岩成套装备研制。

5.全断面掘进机结构仿真设计与优化研究

依托北方重工全断面掘进机模拟试验平台建设项目，以Φ3240mm全断面掘进综合试验平台的刀盘为研究对象，为全断面掘进机刀盘结构设计提供理论参考和优化依据。

6.旋回破碎机关键技术

基于离散元仿真分析矿石颗粒的破碎过程，明确了旋回破碎机满腔工作时上拱，下落速度分界点，以及形成堵塞层周向上拱区和下落区范围的边界条件，揭示了物料的破碎功指数、动锥摆动幅度和速度等关键特性参数对生产率模型的影响规律。

7.矿井提升机关键技术

对矿井提升机钢丝绳容器系统的动力学系统进行分析，有效的降低系统振动，获得更大的经济效益；研究提升机整机的变形及其规律；设计了一种新型齿轮传动张力平衡多绳缠绕式矿井提升机，可使提升机调绳工作更为方便。提升钢丝绳运行安全保障技术及装备研究，中国机械工业二等奖；提升钢丝绳安全运行关键技术及装备，山西省科技进步二等奖。

8.煤机成套装备研发

全轮牵引两臂锚索钻车是专门用于实现自动成孔的锚杆锚索支护装备，采用全液压系统控制，即可以打顶板锚杆又可以打侧帮锚杆，实现高效机械化快速支护。露天边坡煤开采成套装备是对露天煤矿待回填边坡处的煤层进行开采的设备，将边坡中的残余煤层在回填之前进行“抢救性”采掘回收。主要包括：边坡采煤机、履带行走硐口防护顶棚、行走连续输送系统。

9.高速工程机械与矿用自卸车互联式油气悬架系统设计

高速工程机械、矿用自卸车与重载车辆互联式油气悬架系统设计研发，可开展油气悬架系统性能分析、互联式油气悬架系统耦合控制技术、悬架缸的刚度-阻尼特性与结构参数优化、整车平顺性评价及互联式油气悬架性能试验等研究。主要研发成果有全地面起重机互连式油气悬架系统及其耦合控制策略、高速装载机油气悬架系统，悬架缸及互联式油气悬架性能试验台等。

10. 基于人机工效技术的工业设计方法

围绕工程机械、矿山装备、大型装备制造及新能源车辆等行业的复杂产品需求，构建了工业设计理论-方法及应用体系，结合人机工程综合实验平台，形成了形态设计、涂装设计、人机操作界面交互设计、布局设计、工效设计等系列化工业设计产品，并在中车大同公司、北京时代科技、山西中辐核仪器等公司转化应用。

11.专业教材和专著

研究所教学科研团队编著出版了多部学术专著和行业特色教材，在国内工程机械、矿山装备行业产生了重要的影响，已被众多相关企业和高校广泛使用。