折叠轮腿式管道机器人结构设计与仿真分析
2014-04-01周志鹏代小林张彬彬姚善建文礼强
机械制造与自动化 2014年5期
周志鹏,代小林,张彬彬,姚善建,文礼强
(电子科技大学,四川 成都 611731)
0 引言
随着社会和经济的发展,管道输送因其便捷性、经济性在日常生活中占据重要地位,各种地下管道、空中管道以及建筑物内的通风、制冷、燃气管道等应用越来越广泛。保障这些管道系统的安全性和有效性也就至关重要。但随着使用年限的增加,管道不可避免的出现老化、腐蚀、裂缝,或因一些外界因素的破坏,如不及时处理会造成财产损失以及环境污染。因此,定期对管道进行探查和维修是非常必要的。然而,管道所处环境往往是人力所限或人手所不及的,检修难度大[1],所以管道机器人便成为了一种有效的检测工具。
国内外均对管道机器人开展了相关研究,日本HIROSE 等[2]开发的Thes 系列轮式管道机器人,韩国CHOI等[3]研制的多关节管道机器人,国内有哈尔滨工业大学邓宗全等[4]研制的六轮驱动式管道机器人。
目前所研制的管道机器人按驱动方式的不同可分为介质压差驱动、轮式驱动、爬行式驱动、腹壁式驱动、行走式驱动、蠕动式驱动和螺旋式驱动等7 种[5],其中轮式管道机器人驱动效率最高,攀爬能力也强,但其适应的管径范围较小。为了在保证轮式管道机器人的驱动效率与稳定性的前提下,进一步提高机器人的管径适应能力,本文提出了在机器人轮腿结构中引入一种折叠式双平行四边形机构,并对其自适应原理和相关性能参数进行了分析计算,还对其合理性与可行性进行了验证。……
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