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(南京理工大学机械工程学院，江苏 南京 210094)

0 引言

管道在腐蚀、重压等作用下会出现裂纹、漏孔等一系列现象[1]。同时，随着管道使用时间的增加，管道内壁会发生不同程度的结垢和杂质粘附，造成管道运输效率降低[2]。所以在使用过程中，管道需要定期进行检测、维修、清理，保证管道运输安全和效率[3]。但是，空间狭窄或内部环境恶劣的管道限制工作人员进入管道内部[4]。因此，管道机器人作为一种爬行设备逐步发展起来。管道机器人的发展为管道检测、维护提供了新的技术手段，极大提高了管道维护效率。

近年来，我国机器人技术取得了快速发展。典型的有螺旋式管道机器人、蠕动式管道机器人、伸缩式管道机器人、压差式管道机器人[5-8]。目前的管道机器人大多能顺利通过水平管道和一定倾斜程度的上升管道。但是在实际下水管道中，管道内部存在沉井，阻碍管道机器人在管道内连续行驶。当前还没有关于具有跨越沉井功能机器人的研究。针对上述问题，设计出一种能跨越沉井的管道机器人。

1 机器人跨越沉井的过程

管道机器人主要用于直径700 mm的管道，沉井两侧的管道在高度方向存在误差，机器人工作管道具体参数是：管道直径为700 mm；沉井直径为900 mm；高度误差为50 mm。

管道机器人采用分段式设计，分为车头、车身、车尾3个部分。机器人跨越沉井的过程相应的也分为3个阶段，车头、车身、车尾分别在3个阶段中依次通过沉井，图1是管道机器人通过沉井示意图。……