一种管道机器人的结构设计与性能分析

年四成^1,2，邓中亮¹，刘铁^2,3，刘金珠^2,3

1. 北京邮电大学电子工程学院2. 北京经纬纺机新技术有限公司博士后科研工作站3. 北京市轻纺机械机器视觉工程技术研究中心

摘 要：为使机器人具备在立体管道网络中的工作能力,如在90°倾角的管道中攀爬或下行、竖直状态下的悬停作业、通过弯道时不发生侧翻、在运动过程中与管内障碍物不发生刚性碰撞等特性,提出一种新型管道机器人结构,该机器人适应可适应±5mm管径作业。为保持过弯时驱动的同步性,进一步提出一种等距传动机构,同时对机器人通过弯道时的状态进行了分析。对所构型的机器人结构进行了结构与力学特性分析,描述了其在水平、水平过弯、竖直通过弯道典型运动状态下的力学特征,对机器人过弯时进行了运动仿真,最后完成了机器人在立体管道中运行的实验验证。

关键词：管道机器人;自适应管径结构;立体管道作业;刚性碰撞;