水下油气管道外检测机器人设计及其动力学分析

油气管道由于腐蚀、外力等原因会造成管壁变薄，发生穿孔、泄漏和开裂等事故。管道投入运行时间和管道长度不断增加，以及工作环境日趋恶劣，加大了水下油气管道的检测难度。基于SolidWorks软件设计了一款用于检测水下油气管道腐蚀缺陷的机器人，包括管道直行机构和旋转小车，并对关键零部件及控制系统进行了分析设计；通过ANSYSFLUENT软件模拟不同水流速度、不同移动速度下机器人壁面受力情况，分析水流速度、移动速度对机器人前端壁面受力的影响规律，发现：随着水流速度与移动速度不断增大，机器人前端壁面受力不断增大，但当移动速度增大到0.4m/s时，变化不再明显；计算得到最大阻力为170.77N，所选用推进器最大推力为110.74N，因此采用双推进器驱动能够支撑机器人前移，满足设计要求。