张春燕 朱锦翊 卢晨晖

(上海工程技术大学机械与汽车工程学院，上海 201620)

0 引言

随着大口径石油、天然气管道的发展，以及对管道内壁裂纹、砂眼、焊缝、疵病等信息检测和探测应用需求的增加[1-2]，轮式、壁腹式、履带式、蠕动式等各种驱动模式的管道机器人应运而生[3-5]。蠕动作为一种较适合于管道等狭窄环境探测的移动模式，受到众多研究者的关注。TANAKA等[6]设计一款适用于下水道管道的探测机器人，该机器人利用气动人造肌肉的重复伸长和膨胀达到蠕动的目的。徐从启等[7]设计了管道机器人的自锁止机构，增大了管道机器人的攀附和牵引能力。TUO等[8]受蠕动生物生理结构和运动机制的启发，设计一种由单个弹性气囊控制仿生脚、适用于复杂环境探测的软蠕动机器人。颜国正等[9]根据仿生学原理研制了适用于狭小空间、微小管道的小型蠕动机器人。以上管道机器人结合多种驱动方式及蠕动方式提高了机器人在管道内部的移动能力。但这些机器人不适宜垂直管道的探测，且随着管道直径的增大，机器人的整体体积也随之增大，不易携带与运输。

空间可展机构是一种根据实际功能需求通过机构运动改变其几何形状的结构，既可根据运输或存储空间的需求进行折叠，又可在工作状态下展开成较大包络尺寸，并承受一定的载荷[10-12]，该机构广泛应用于宇航[13]、建筑[14]和军事[15]等工程。文献[16-17]对折展天线进行了大量研究，设计了一种以活动铰链连接的固面展开天线，增加了其形面精度，并将其应用于空间作业中；……