北京邮电大学学报

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北京邮电大学学报 ›› 2013, Vol. 36 ›› Issue (1): 63-66.doi: 10.13190/jbupt.201301.63.niansch

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柔性蠕动管道机器人的力学特性分析

年四成, 张延恒, 孙汉旭, 张明伟, 贾庆轩   

  1. 北京邮电大学 自动化学院, 北京 100876
  • 收稿日期:2012-06-20 修回日期:2012-10-15 出版日期:2013-02-28 发布日期:2013-01-19
  • 通讯作者: 年四成 E-mail:nnssccvery@sina.com
  • 作者简介:年四成(1980-),男,博士生,Email:nnssccvery@sina.com 孙汉旭(1960-),男,教授,博士生导师
  • 基金资助:

    国家自然科学基金青年科学基金资助项目(50905019)

Force Analysis of a Flexible Squirm Pipe Robot

NIAN Si-cheng, ZHANG Yan-heng, SUN Han-xu, ZHANG Ming-wei, JIA Qing-xuan   

  1. School of Automation, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
  • Received:2012-06-20 Revised:2012-10-15 Online:2013-02-28 Published:2013-01-19
  • Contact: Nian Si Cheng E-mail:nnssccvery@sina.com

摘要:

为提高对管道复杂环境的适应性,实现机器人平稳、可靠行走,对柔性蠕动管道机器人进行了结构优化设计和力学特性分析.该机器人由前机体、导向头、后机体、柔性弹簧轴和行走轮组成,在管道中可实现蠕动行走,并能在一定范围内自主适应管道内径和形状的变化.通过机器人运动特性分析,对机器人在管道内行走时的支撑力、行走牵引力及通过弯管时的受力进行了分析,并分别建立了数学模型.根据机器人驱动力和阻力的分析结果,推导了机器人蠕动行走的条件.搭建了实验测试平台,对机器人进行实验的结果证明了设计和分析的有效性.

关键词: 管道机器人, 蠕动行走, 力学分析, 行走条件

Abstract:

To improve the adaptability in the complex pipe environment, the structure of a flexible squirm pipe robot is optimally designed and the force the pipe acts on the robot is analyzed. The robot is made up of flexible axl, front/back body, guiding head and supporting wheels. Analyzing the motion character of the pipe robot in straight and L-type pipe, a mechanical model of the pipe robot is established. The moving condition of the pipe robot is also inferred. A new experiment system is set up to verify the validity of the design.

Key words: pipe robot, peristaltic motion, force analysis, moving condition

中图分类号: