自适应支撑式管道检测机器人的通过性设计

作     者：陈潇 吴志鹏 何思宇 肖晓晖 CHEN Xiao;WU Zhipeng;HE Siyu;XIAO Xiaohui

作者机构：武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51675385) 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2018年第49卷第12期

页      码：2953-2962页

摘      要：针对电力和石油天然气领域中直径为250～350mm管道的检测需求,设计自适应支撑式管道检测机器人,研究其在无障碍弯管与环形台阶障碍管环境下的管道通过性。首先分析管道特点,结合丝杠螺母和弹簧机构设计具有变径自适应能力的机器人行走机构;其次,建立机器人弯管运动学模型及环形台阶障碍动力学模型,进行管内运动的几何约束分析、速度协调分析和动力学分析;然后,在ADAMS中建立虚拟样机仿真平台,对机器人在弯管和环形台阶处的通过性进行仿真研究;最后,搭建机器人管道通过性试验平台进行实验验证。研究结果表明:在无障碍管和障碍管环境下,机器人运行平稳,能顺利通过;在通过弯管时,采用速度协调模型,可减少电机力矩和降低能量消耗;在跨越环形台阶障碍时,机器人电机力矩随台阶高度增大而增加,可通过不高于15 mm的环形台阶障碍。

主 题 词：管道机器人 通过性 ADAMS模拟 原型实验 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.11817/j.issn.1672-7207.2018.12.008

馆 藏 号：203454380...