差公式自適應(yīng)管道機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)特性研究

為解決管道機(jī)器人過(guò)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪與管壁間的相對(duì)滑動(dòng)問(wèn)題以及機(jī)體對(duì)管徑尺寸的適應(yīng)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了采用一個(gè)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并具備差動(dòng)能力和自適應(yīng)變徑尺寸的適應(yīng)能力的管道機(jī)器人。分析了機(jī)體差動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)特性，理論推導(dǎo)了管道機(jī)器人變徑機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)時(shí)的受力方程，得到了機(jī)器人運(yùn)行時(shí)驅(qū)動(dòng)輪與管壁之間的力學(xué)關(guān)系式。構(gòu)建了機(jī)體管內(nèi)運(yùn)動(dòng)模型，并分析了機(jī)體在不同位置條件下，模型中各輪的運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化情況。建立機(jī)器人在組合管中運(yùn)動(dòng)的虛擬樣機(jī)模型，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)機(jī)體的差動(dòng)特性進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明機(jī)器人可以無(wú)干涉過(guò)彎，并展現(xiàn)出了良好的驅(qū)動(dòng)性能。

  圓柱管道在生產(chǎn)生活中被應(yīng)用，適應(yīng)圓柱管道的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方式有輪式、蠕動(dòng)式、履帶式和行走式等多種類型，其中輪式為常見(jiàn)。近年來(lái)，外學(xué)者先后研制出各種針對(duì)圓柱管道的機(jī)器人，如中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所和東京工業(yè)大學(xué)分別設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)管道機(jī)器人，此類機(jī)器人采用輪部螺旋運(yùn)動(dòng)方式帶動(dòng)機(jī)體在管內(nèi)行進(jìn)。