蠕动式管道机器人结构设计与运动特性分析

为提高管道机器人在管道内行走的安全性及可靠性，本文针对管径为457 mm的天然气运输管道，设计一款液压驱动蠕动式爬行管道检测机器人，用以对管道内壁的损伤及管体腐蚀开裂情况进行离线检测。根据管道内工况需求，利用蠕动爬行原理对管道机器人整体结构设计。计算管道机器人的驱动能力和越障能力，并采用多体动力学仿真技术对其进行分析，得出管道机器人运行过程中所能达到的最大驱动力及能够通过的最大障碍高度，并制作了物理样机并对其各项性能进行测试。结果表明：管道机器人的运动特性与理论分析结果一致，机器人运行过程平稳可靠，能够保证足够的管道通过性能及驱动能力，可实现复杂工况下的运行和检测。