管道攀爬機器人結構設計及行走動力特性分析.pdf

1、管道機器人普遍應用在各種危險的工作環(huán)境中代替人工作業(yè)，極大降低了人工檢測的風險和作業(yè)成本，應用前景非常廣闊，因此逐漸成為工業(yè)機器人研究的熱門領域之一。
　　本文所研究的管道攀爬機器人是一種可在管道外表面自動攀爬、具備轉彎過渡和一定越障能力，通過加裝相應的檢測設備能對管道進行檢測維修操作的新型機器人。
　　論文對國內外現(xiàn)有管道攀爬機器人的應用背景、技術發(fā)展現(xiàn)狀和管道環(huán)境狀況做出了調查、分析和研究，論證和總結了管道攀爬機器人的研

2、究現(xiàn)狀，提出了一種輕型關節(jié)式管道攀爬機器人總體設計方案，并在行走動力特性分析的基礎上對機器人結構進行了優(yōu)化設計。主要的研究工作如下：
　　1.研究管道攀爬機器人總體方案的可行性，確定了該攀爬機器人的攀爬步態(tài)可分為蠕蟲式攀爬步態(tài)和翻轉式攀爬步態(tài)，并分別對機器人采用這兩種步態(tài)進行攀爬的狀態(tài)、過程及越障能力進行了分析與討論。
　　2.針對實際生產中管道環(huán)境狀況及檢測需求，設計了管道攀爬機器人的總體結構，并進行了機器人的結構分析和三

3、維實體建模。
　　3．基于ADAMS對管道攀爬機器人的攀爬過程進行了仿真分析，確定在滿足運動平穩(wěn)、可靠的條件下，機器人攀爬的速度和各關節(jié)電機的輸出力矩大小。
　　4.對管道攀爬機器人的手爪機構進行參數(shù)化建模與最優(yōu)化設計，在此基礎上確定了機器人整體結構的最優(yōu)尺寸及相關的爬行動力參數(shù)。
　　5.制作管道攀爬機器人物理樣機并進行爬行實驗研究，實驗結果驗證了總體設計方案的可行性和仿真分析的有效性，也為今后攀爬機器人的進一步研究