管道巡检清理机器人管内运动分析
常祺
闫宏伟
牛海龙
赵鹏洋
何勃龙
中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051
摘要：针对管道清理作业中人工巡检效率低、精度差,管道维修保养麻烦等问题,提出了一种螺旋驱动式管道巡检清理机器人.该机器人通过螺旋驱动方式来确保其在管道内的稳定运行,通过弹簧变径的适径方式适应管径的变化,采用机械清理和高压水射流清理相结合的方法,对管道内的污垢进行清理.通过对机器人驱动轮体进行受力分析,建立了牵引力分析模型、机器人驱动单元直管运动模型;同时采用坐标变换法,分析了机器人的管内运动过程,研究了机器人的运动特性.最后,对机器人的牵引力和在直管中的速度进行了仿真分析和试验验证.结果表明,机器人实际速度为0.075 m/s,满足设计指标下的最小牵引力为39 N,机器人在通过直管的过程中其速度与驱动轮偏转角度正切值成正相关,仿真分析结果与实际情况基本吻合.该巡检清理机器人的研究对于管道的清理和维护具有一定的参考价值.
关键词：螺旋式巡检清理管内运动仿真分析试验验证
资助基金：山西省基础研究计划资助项目(20210302123038)山西省科技合作交流专项项目(202104041101001)山西省回国留学人员科研资助项目(2020-110;20231915,20221817)
论文发表日期：2024-10-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 155-163 )
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