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摘要
作为深海采矿系统的重要组成部分，深海集矿机的技术研究和开发一直是许多国家的难题。为了提高深海集矿机在稀软沉积物上的牵引性能，基于水牛蹄的曲面结构特征和特殊几何结构，设计了一款仿水牛蹄蹄形履齿。以该款履齿的结构参数为研究对象，通过对朗肯被动土压力理论的优化，得到了仿水牛蹄蹄形履齿的牵引力解析解，建立了对应的履齿仿生参数对履齿牵引力的影响公式。后结合正交实验方法进行了不同形式履齿在沉积物上运动的单、多履齿剪切试验，将仿水牛蹄蹄形履齿与直型履齿、仿水牛蹄轮廓履齿(另一种仿生履齿)进行对比试验。并通过模型车试验验证了该款履带的可行性。研究结果表明：三种履齿中，仿水牛蹄蹄形履齿提供的最大牵引力最高。本研究可为进一步优化仿水牛蹄蹄形履齿结构参数和提高深海稀软底质机械的牵引性能提供参考依据。
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