差公式自适应管道机器人的驱动特性研究

为解决管道机器人过弯时传动轮与管壁间的相对滑动问题以及机体对管径尺寸的适应问题，设计了采用一个电机进行传动并具备差动能力和自适应变径尺寸的适应能力的管道机器人。分析了机体差动机构的传动特性，理论推导了管道机器人变径机构工作状态时的受力方程，得到了机器人运行时传动轮与管壁之间的力学关系式。构建了机体管内运动模型，并分析了机体在不同位置条件下，模型中各轮的运动参数变化情况。建立机器人在组合管中运动的虚拟样机模型，通过仿真实验对机体的差动特性进行了验证，结果表明机器人可以无干涉过弯，并展现出了良好的传动性能。

圆柱管道在生产生活中被应用，适应圆柱管道的机器人运动方式有轮式、蠕动式、履带式和行走式等多种类型，其中轮式为常见。近年来，外学者先后研制出各种针对圆柱管道的机器人，如中国科学院沈阳自动化研究所和东京工业大学分别设计了旋转传动管道机器人，此类机器人采用轮部螺旋运动方式带动机体在管内行进。