管道机器人过T型管垂直爬坡动态性能分析

作     者：汪洋 焦彪彪 陆青松 杨晋 WANG Yang;JIAO Biaobiao;LU Qingsong;YANG Jin

作者机构：安徽城市管理职业学院轨道交通学院安徽合肥230001 天津大学机械工程学院天津300350 山西北方机械制造有限责任公司山西太原030012 

出 版 物：《中国工程机械学报》 (Chinese Journal of Construction Machinery)

年 卷 期：2024年第22卷第2期

页      面：179-184页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：安徽省自然科学基金资助项目(2022AH040307) 

主　　题：管道机器人 T型管 姿态调整 接触力 运动速度 

摘      要：为进一步了解复杂管道的内部环境,设计一种全驱动轮式管道机器人。通过坐标旋转法,分析管道机器人通过T型管垂直爬坡时的姿态调整过程与运动状态变化,运用ADAMS动力学分析软件,分析管道机器人通过T型管时各驱动轮的受力情况和驱动轮质心运动速度变化。研究发现管道机器人通过T型管时,其各驱动轮先后经历悬空状态并失去管壁支撑,4个驱动轮与管壁的接触力总的变化趋势均是先减小到0 N,然后随着驱动轮与管壁发生接触碰撞,接触力迅速增大,幅值超过其稳态值;前后2个驱动模块的驱动轮质心运动速度不同,前驱动模块驱动轮质心运动速度变化规律为类似正弦变化,后驱动模块由于接触碰撞,上部驱动轮与管壁发生打滑,驱动轮运动速度先轻微增大后迅速减小。研究结果为管道机器人的结构设计提供参考。