管道爬行機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、管道的探測和維護(hù)任務(wù)中，由于其工作條件的特殊，對(duì)機(jī)器人的使用要求越來越迫切。管道機(jī)器人既能夠大大減少人力，又能夠提高工作效率，因而有著廣泛的應(yīng)用前景，故成為世界各國研究的課題。本文通過運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力綜合提出了一種新型步行式管道機(jī)器人的機(jī)構(gòu)，并對(duì)其的運(yùn)動(dòng)特性做了全面的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力學(xué)研究，證明了其運(yùn)用的可能性，為管道機(jī)器人的新型本體機(jī)構(gòu)開發(fā)利用提供基礎(chǔ)的理論。
　　本文是在查閱了國內(nèi)外大量關(guān)于管道機(jī)器人機(jī)構(gòu)的文獻(xiàn)后，結(jié)合機(jī)構(gòu)學(xué)和仿生學(xué)原

2、理，以單自由度的連桿機(jī)構(gòu)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過機(jī)構(gòu)變異及組合綜合出了管道機(jī)器人的本體機(jī)構(gòu)，完成機(jī)構(gòu)的型及尺度綜合。其創(chuàng)新點(diǎn)在于巧妙地將爬行機(jī)構(gòu)、自鎖機(jī)構(gòu)和防逆機(jī)構(gòu)三者相互組合，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在單自由度下的雙向自鎖和移動(dòng)的功能，不但能夠完成管道機(jī)器人的基本功能，且結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡單。在其機(jī)構(gòu)的尺度綜合中充分考慮西氣東輸管道這樣的背景，做到了質(zhì)量輕盈，成本低廉。
　　在其運(yùn)動(dòng)分析中，其方法是使用傅里葉級(jí)數(shù)的前幾項(xiàng)來逼近連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)函數(shù)，其傅里