自适应管径全驱式管道机器人结构设计与分析

郑立康; 冯永利; 李占贤; 刘振华

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.012

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自适应管径全驱式管道机器人结构设计与分析

设计计算 | 更新时间：2023-08-14

- 自适应管径全驱式管道机器人结构设计与分析
- Structural Design and Analysis of Adaptive Pipe Diameter Full Drive Pipeline Robots
- 机械传动 2023年47卷第5期页码：67-73
- 作者机构：
  
  华北理工大学机械工程学院，河北唐山 063210
- 作者简介：
  
  郑立康（1998— ），男，河北唐山人，硕士研究生；研究方向为智能装备；zlk19980301@163.com。
  冯永利（1983— ），男,河北保定人，博士，讲师；研究方向为机器人技术；fengyongli@ncst.edu.cn。
- 基金信息：
  
  唐山市科技创新团队培养计划项目(21130208D)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.012
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2023-05-15，
  
  收稿日期：2022-04-05，
  
  修回日期：2022-05-06，
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郑立康,冯永利,李占贤等.自适应管径全驱式管道机器人结构设计与分析[J].机械传动,2023,47(05):67-73.

Zheng Likang,Feng Yongli,Li Zhanxian,et al.Structural Design and Analysis of Adaptive Pipe Diameter Full Drive Pipeline Robots[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(05):67-73.
郑立康,冯永利,李占贤等.自适应管径全驱式管道机器人结构设计与分析[J].机械传动,2023,47(05):67-73. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.012.

Zheng Likang,Feng Yongli,Li Zhanxian,et al.Structural Design and Analysis of Adaptive Pipe Diameter Full Drive Pipeline Robots[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(05):67-73. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.05.012.

摘要

针对管道焊接完成后内部情况无法通过人力检测的问题，提出了一种可在焊接管道内自主检测的管道机器人。该机器人能够自主适应管径的变化，以解决当前机器人通过人为控制支撑机构造成的控制复杂、控制精度不高等问题。首先，给出了管道机器人的设计需求，介绍了管道机器人整体结构与工作原理；然后，对机器人的支撑机构进行了方案设计和受力分析，分析了管道机器人整体结构的几何约束以及在弯道中的运动约束；最后，基于Adams软件对提出的方案进行仿真实验，验证了其在管道内的通过性。

Abstract

Aiming at the problem that the internal condition of the pipeline can not pass the manual inspection after the completion of welding

a pipeline robot which can independently inspect the welded pipeline is proposed. The robot can adapt to the change of pipe diameter autonomously

so as to solve the problems of complicated control and low control precision caused by the artificial control of the support mechanism. Firstly

the design requirements of the pipeline robot are presented

and the overall structure and working principles of the pipeline robot are introduced. Secondly

the scheme design and force analysis of the supporting mechanism of the robot are carried out

and the geometric constraints of the overall structure of the pipeline robot and the movement constraints in the bend are analyzed. Finally

Adams software is used to simulate the proposed scheme to verify its passability in the pipeline.

关键词

管道机器人自适应管径独立驱动结构设计

Keywords

Pipeline robotAdaptive pipe diameterIndependent driveStructural design

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