管道检测机器人机构ADAMS 动力学仿真分析

李颖欣，刘满禄，李新茂

（西南科技大学，四川 绵阳 621000）

1 引言

随着石油、化工、天然气及核工业等产业迅速发展，管道作为一种的物料输送设施显得尤为重要。在上述特殊环境中作业的管道，特别是在核工业环境下的管道，由于长期处于恶劣的环境下，会不可避免地出现裂纹、变形等现象，并且人们很难直接维修管道。考虑到传统的管道检测方法存在工程量大、准确率低等缺点，因此目前管道的维护和检测通常采用管道检测机器人来进行[1-3]。

现有管道机器人根据驱动方式的不同分为流动式机器人、履带式机器人、腹壁式机器人等类型，而轮式机器人驱动因其效率高、运行平稳的特点成为管道机器人的主要驱动方式[2]，然而遇到弯管或不规则管道，如发生变形、管内壁不平整的管道，就会发生运动干涉等问题。因此针对以上问题[3]，研究了一种具有自适应性、运动灵活、实时可靠的管道检测机器人，通过Creo 建立三维模型，导入ADAMS 中并完成其运动控制的仿真，为后续的样机的建立理论基础。

2 管道检测机器人模型

由于管道检测机器人的工作环境非常复杂，通常工作在封闭的空间，其中包括水平直管、各角度弯管、斜坡管、斜坡管以及变径管接口等，它的运动距离一般也较长。针对我国管道的复杂性特点，设计出一种管道检测机器人，可通过内径在（180～240）mm 范围内变化的圆形管道，其类型包含直管、弯管、三通管。同时为了避免当管道变形量过大，管道机器人回退时易发生卡死现象，而限制轮式机器人的作业环境，提出具有双向越障能力的驱动单元，可满足轮式机器人在弯管或不规则管道内的双向越障要求。……