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管道外壁爬行机器人设计与实验

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以石油输送管道焊接作业需求,提出一种用于管道外壁爬行的新型轮式机器人行走机构,能够躲避管道下方支撑柱、管道过弯.采用水平布置的全向轮和预紧弹簧组成的悬挂机构,过弯时弹簧适应弯道轮廓;机器人几何中心竖直安装了全向轮,行走时进行动态姿态调整.根据三维模型制作了物理实验样机,通过手动单轴电机控制实验证明了结构的可行性,同时得出机器人通过管道弯道的条件,即行走速度保持在0.4m/s以上,通过惯性越过焊缝,并修正碰撞后姿态,几何中心全向轮持续转动保持平衡.仿真分析了机器人全向轮和焊缝碰撞后的姿态及补偿修正问题,构件模型验证了实验中提高爬行速度机器人通过焊缝现象.
Design and Experiment of Crawling Robot on Outer Wall of Pipe

Pipeline RobotWheeled RobotOmni WheelOuter Wall RobotOuter Pipe Crawling

端木希睿、郑华栋、刘晓丽、陈鹿民

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郑州轻工业大学机电工程学院,河南 郑州 450002

管道机器人 轮式机器人 全向轮 外壁机器人 外管道爬行

河南省高等学校重点科研项目

21A460031

2023

机械设计与制造
辽宁省机械研究院

机械设计与制造

CSTPCD北大核心
影响因子：0.511
ISSN：1001-3997
年,卷(期)：2023.393(11)
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