基于力分析与动态仿真的自主式管道机器人设计与研究

在管道检修领域，传统的 tethered 检查机器人受限于电缆长度和重量，这严重限制了其行驶范围和可达性。为解决这些问题，本文提出一种基于力分析和动态仿真的自主式管道机器人设计，特别关注解决垂直爬坡失效和 T 型分支管道中通过性差的问题。采用轮式配置和模块化设计，机器人以身体运动控制为核心需求。具体而言，首先使用 SolidWorks 完成机器人的 3D 模型。随后将模型导入 ADAMS进行动态仿真，为优化驱动模块和运动控制策略提供依据。为验证机器人的动态性能，构建了一个包含亚克力管道的实验平台。通过调节身体姿态 overcome 障碍物并选择行进方向，机器人已展示其在各种复杂管道场景中稳定通过的能力。值得注意的是，本工作为在中低压城市燃气管道检修中应用管道机器人提供了技术可行性参考。