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为了提高管道机器人自动适应管径变化的能力和在管道中的越障能力,本文对管道机器人中的自动适应元件——圆柱螺旋弹簧进行了优化设计。根据管道机器人自适应管径能力、越障能力及机器人自身结构对于弹簧元件的要求,选用螺旋圆柱压缩弹簧,并对其进行初步设计,建立了弹簧结构优化设计数学模型,运用Matlab优化功能对弹簧进行了优化设计。研究结果表明,优化前弹簧质量为17.1g,优化后的弹簧质量为14.5g,弹簧质量减少了10.0%,满足管道机器人在适应管径变化过程中对弹簧性能和结构的要求,减少了管道机器人由于自身重力在管道中竖直向上爬升的阻力,增强了管道机器人的爬升性能。该研究为以后管道机器人的开发奠定了理论基础。 相似文献
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受开采卸荷扰动影响，深部岩体互层及其组合结构系统的破裂失稳是诱发采场突水等灾害的主要原因之一。为研究深部开采围压卸荷对岩体组合结构破裂的影响，室内开展了原生煤岩组合体三轴加卸荷-渗流试验，获得了不同初始围压下原生煤岩组合体围压卸荷致裂的竖向、倾斜及环向裂隙分类特征，研究了其轴压卸荷起点、围压卸荷终点的强度特征及主导破裂模式的力学机制；结合CT扫描与三维重构技术，获取了原生煤岩组合体卸荷破裂的几何特征；建立了围压卸荷量与岩体卸荷致拉破裂、致剪破裂的关系，揭示了围压卸荷致裂模式与渗透率突变关系，验证并判定了不同初始围压下原生煤岩组合体的主导卸荷致裂模式。结果表明：在围压卸荷和轴压加载共同作用下，原生煤岩组合体卸荷破裂模式主要分为围压卸荷致拉破裂、致剪破裂及轴压协同卸荷致裂模式3类；随初始围压增加，原生煤岩组合体围压卸荷致拉破裂的围压卸荷终点临界值及致剪破裂的轴压卸荷起点临界值均线性增加；围压卸荷可致轴压协同卸荷突降并驱动煤岩分界面及层理等原生裂隙结构环向张拉破裂，且以沟通倾斜及竖向裂隙为主导；而围压卸荷致拉破裂与致剪破裂模式均可致原生煤岩组合体渗透率突变增高，突变点致裂模式与其围压卸荷终点... 相似文献