在石油、化工等行业中,大型管道长期运输腐蚀性油气资源,需要进行定期检测。针对这一应用场景,提出了一种能够在管道外壁稳定行走且具有良好越障能力的永磁轮式机器人。该机器人采用六轮摇臂式移动机构配以永磁轮,搭载检测设备后可以代替人工进行更加安全高效的检测。根据机器人在管道上稳定吸附的力平衡条件,计算出机器人所需的最小磁力,从而确定机器人运动所需的驱动力;通过Maxwell仿真建立永磁轮的磁力分析模型,设计并确定了永磁轮的尺寸;最后,基于Adams软件进行机器人的运动学仿真,验证了机器人的越障能力。

现有理论认为变形后柔轮齿圈中性线为整圈贴合凸轮轮廓的等距线,未考虑配合间隙和中面伸长的影响。为揭示配合间隙装配状态下柔轮的力学特性和齿圈变形后的轮齿定位,以椭圆凸轮波发生器为例,考虑柔轮内壁与波发生器外圈间隙和柔性轴承游隙引起的配合间隙及齿圈中面伸长,建立了柔轮齿圈变形的接触力学模型;引入变形后包角为未知参数,依据包角内用椭圆等距线表示的齿圈中线的曲率及力平衡条件确定齿圈内力;根据短轴处的位移条件和包角处的曲率条件及弧长关系,运用能量法迭代计算了包角、非接触区的大小及齿圈的内力和变形。以有限元模型结果为参照,对比验证了理论结果和轮齿定位偏差。理论分析和数值模拟均表明,受中面伸长的影响,零间隙配合的实际包角远小于90°,整圈贴合凸轮并不符合实际;降低配合间隙可有效增大轴承承载区,...

现有的爬管机器人在设计时常侧重于适应性、越障能力和负载能力的某一方面,无法同时满足实际作业中对各方面性能的综合需求。为此,基于仿生学原理和变胞理论设计了一种新型爬管机器人,兼具适应性、越障能力和负载能力三方面的性能。建立了变胞手爪和机器人整体的静力学模型,分析了机器人在3种状态下所需的手爪夹紧力和足部摩擦力;设计了爬管机器人在竖直攀爬和翻转运动时的步态,并基于Adams对爬管机器人进行了运动学和动力学仿真,得到爬管过程中夹紧力以及摩擦力的变化规律;实现了机器人在管道上的稳定运动,验证了机器人结构设计及力学模型的正确性。

轴类零件是机械设备中的常见结构,由于大多数工况下轴类零件的工作环境并不乐观,同时,由于密封结构本身的特殊性,轴承密封往往会留有一条间隙,无法对轴承结构进行完全密封。二者的矛盾性一直以来都是研究者研究的重要方向。例如,立磨设备中磨辊轴轴承长时间处于立磨高粉尘高密封的环境下,而这种工况下粉尘极易进入磨辊轴轴承的间隙中对润滑油造成污染,使得轴承密封效果下降,影响其工作效率。为改善轴类结构的密封效果,笔者对轴类密封技术进行了深入的研究,对轴类密封的弹性密封件、非弹性密封件和迷宫式密封件都进行了一定的研究和讨论,并且从材料结构等角度对轴类密封技术提出了优化方案。为了更好地研究轴类密封技术,研究小组对当前的轴类密封技术的研究现状进行了调研和总结。

针对当前海洋平台导管架人工清洗工作量大、效率低、易造成污染等现状,提出一种海洋平台导管架清洗机器人设计方案。该清洗机器人具有8个自由度,能够沿导管架空间进行攀爬、定位并通过夹持高压水枪对导管架进行清洗。为了保证机器人在静止和工作状态下都能吸附在导管架上以保持平衡,研究并设计一种清洗机器人吸附机构。基于该清洗机器人的构型特征与受力情况,对各种状态下的清洗机器人进行力学分析和理论计算,得出机器人稳定工作的最小吸附条件。利用有限元软件ANSYS Workbench对吸附机构进行静力学仿真实验,实验结果表明:所设计的吸附机构的强度和刚度能满足机器人清洗海洋平台的工作需求。

对少片铜板弹簧在动态工况下的片间接触机理及其摩擦力规律进行了研究，建立了钢板弹簧的力学计算模型，通过力学分析和几何结构分析的方法得到了钢板弹簧片间正应力以及片间相对滑移量的计算公式，根据片间摩擦力做功与钢板弹簧阻尼特性之间的关系，得到一种在动态工况下，基于钢板弹簧尺寸参数的阻尼比的计算公式，并以某少片钢板弹簧台架试验为例，验证了该方法在加载振幅和频率较小的工况下，对板簧阻尼比的计算具有较好的精度。所提出的方法可用于板簧设计开发中阻尼比的计算，有效缩短了板簧的开发周期，提高了设计效率。

给出了某雷达天线的翻转机构,介绍了该机构以电动推杆为驱动单元,推动雷达天线翻转的工作原理和结构设计过程,对翻转机构进行了力学分析和稳定性计算。该机构已成功地应用到某天气雷达上。

论述了一种新型液压锥差马达的工作原理和实现技术，并对其运动和受力状况进行了理论分析与探讨。

介绍液压支架在我国综合机械化采煤中的应用，以及两柱掩护式液压支架顶梁、掩护梁与底座的设计结构，并对各结构件进行了受力分析，分析结果对液压支架的设计和性能评估具有参考价值。

悬挂式割灌机设计安装在拖拉机后方利用液压伸缩臂和往复割灌刀进行割灌作业具有效率高割茬高度可调作业环境适应性好切割范围大等优点。经理论计算切割范围可达2m能够切割直径达15mm的灌木理论工作效率约为2460m2/h。割灌机可挂接到我国大多数通用的农用拖拉机上能降低灌木收割的劳动强度并提高作业效率通过有效利用灌木资源促进沙地植被恢复。