一种适用于刚性微型管道的变胞机器人

作     者：贾晓丽 戴京廷 米柏川 淡佳乐 柯燎亮 JIA Xiaoli;DAI Jingting;MI Baichuan;DAN Jiale;KE Liaoliang

作者机构：中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 中国石油大学(北京)高端油气装备智能设计与制造研究中心北京102249 中石油遂宁天然气净化有限公司遂宁629000 天津大学机械工程学院天津300072 

基　　金：国家自然科学基金项目(5233000140) 北京市昌平区“科技副总”专项(202302004010) 

出 版 物：《机械传动》 (Journal of Mechanical Transmission)

年 卷 期：2025年第49卷第3期

页      码：125-133页

摘      要：【目的】为了解决传统管道机器人对复杂工作环境适应性差等问题,提出一种适用于刚性微型管道的形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)驱动蠕动式变胞机器人设计方案。【方法】设计了基于SMA驱动的锚固结构和伸缩结构,利用Adams软件对机器人蠕动前进和转弯过程进行动力学仿真与分析,并搭建样机进行运动试验验证。【结果】通过仿真获得的随时间变化的关节驱动力矩、速度、位移曲线,验证了机器人运动过程的稳定性。试验表明,样机在直径22 mm的“L”形和三通管道环境中能够稳定运动。结果证明,该变胞机器人通过锚固和伸缩结构的配合可实现蠕动前进,通过变胞可实现主动转弯,并具有良好的管道通过性。

主 题 词：微型管道 管道机器人 变胞机构 Adams软件 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 080203[080203] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.03.017

馆 藏 号：203157993...