为提高伸缩式管道机器人的负载能力,研制一种基于凸轮自锁原理的伸缩式管道机器人,牵引力不受限于某一固定摩擦力,可随外载荷的增大而增大。应用分析力学原理导出单向锁止机构各参数应满足的关系式,并给出可适应管径变化的凸轮轮廓设计方法,计算出移动机构系统的响应时间,提出一套系统的管道机器人设计理论方法。利用提出的设计方法研制试验样机,并在管道中成功进行一系列试验。研究成果提升了伸缩式管道机器人的负载能力与管道适应性,完善了基于自锁原理伸缩式管道机器人的设计理论。
结合周向短弹簧汽车双质量飞轮的设计开发,提出基于自锁原理的双质量飞轮安全保护装置,实现在飞轮失效时,能使初级飞轮与次级飞轮自动楔入、自锁联为一体,避免了行车事故的发生,且装置具有结构简单、可靠的特点。通过建立考虑摩擦的力分析模型,导出能确保自锁的形状约束的型线方程,在此基础上,应用Winkler弹性理论,构建出基于形状约束的接触力、转矩-扭转角的分析计算模型。应用所提出的理论方法,对2.0 L发动机搭载的双质量飞轮的安全保护装置进行设计,并用有限元法和实际测试进行验证,结果表明,所提出的理论方法和计算模型有较高的符实性。通过分析研究,总结出双质量飞轮安全保护装置的参数确定原则,所提出的设计理论与方法能参考应用于设计实践,拓宽了双质量飞轮的设计理论。
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