Unilateral self-locking mechanism for inchworm in-pipe robot

A unilateral self-locking mechanism (USM) was proposed to increase the tractive ability of the inchworm in-pipe robots for pipeline inspection. The USM was basically composed of a cam, a torsional spring and an axis. The self-locking and virtual work principles were applied to studying the basic self-locking condition of the USM. In order to make the cooperation between the crutch and telescopic mechanism more harmonical, the unlocking time of the USM was calculated. A set of parameters were selected to build a virtual model and fabricate a prototype. Both the simulation and performance experiments were carried out in a pipe with a nominal inside diameter of 160 mm. The results show that USM enables the robot to move quickly in one way, and in the other way it helps the robot get self-locking with the pipe wall. The traction of the inchworm robot can rise to 1.2 kN, beyond the limitation of friction of 0.497 kN.     

三参数Weibull分布竞争失效场合加速寿命试验统计分析

三参数Weibull分布（TPWD）对于描述具有渐变性失效特征的失效模式,如机械产品磨损、疲劳、腐蚀、老化等的寿命分布具有更加明确的物理意义且具有很强的数据拟合能力,在产品可靠性分析中得到广泛应用。根据TPWD特点和竞争失效加速寿命试验（ALT）统计分析的工程实际,研究了TPWD竞争失效恒定应力ALT统计分析方法,建立了参数估计的极大似然估计(MLE)模型。实例结果表明,文中建立的TPWD的ALT统计分析模型是正确的,符合产品寿命实际,具有很好的估计效果。     

一种伸缩式油井管道机器人超高压动密封设计

以自行研制的一种用于水平井检测的伸缩式油井管道机器人为对象,研究了其在充满高温(约150℃)高压(约60 MPa)腐蚀性污油的管道内工作时的动密封问题,采用高耐压高性能的车氏超高压组合密封方案,对机器人关键部件的密封结构进行了设计.初步的实践证明该设计能够达到很好的密封效果,解决了伸缩式油井管道机器人在水平井工作时的超高压动密封问题.     

管道机器人支撑臂小角度展开过程建模与分析

以管道机器人为对象,设计了一种用于其适应管径变化的支撑臂,针对该支撑臂机构存在的奇异性（又称死点）和启动力大的问题,提出了斜面-滚轮结构的设计。该设计通过在连杆和推杆分别设计一段斜面和滚轮,将机构的展开过程分为两个阶段,解决了奇异性的问题,同时极大减小了机构在小角度展开时所需推力,解决了启动力大的问题。论文对设计的机构展开过程进行了建模和分析,并在MSC.ADAMS上进行了运动仿真,与无斜面-滚轮设计的四杆机构进行比较,验证了设计的可行性和优越性。     

三参数Weibull分布竞争失效场合变应力加速寿命试验统计分析

三参数Weibull分布(Three-parameter Weibull distribution,TPWD)作为一种应用广泛的分布形式,具有很强的数据拟合能力且对于描述具有渐变性失效特征的失效模式如磨损、疲劳、腐蚀、老化等的的寿命分布具有更加明确的物理意义。针对产品失效模式为TPWD的竞争失效场合加速寿命试验统计分析的需求,根据TPWD的特点,在竞争失效加速寿命试验统计分析基本模型的基础上系统研究TPWD竞争失效变应力加速寿命试验统计分析方法,建立参数估计的极大似然模型并进行实例验证。实例结果表明,建立的TPWD竞争失效变应力加速寿命试验统计分析方法和模型是正确可行的,具有很好的估计效果。