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針對(duì)管道機(jī)器人過(guò)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪與管壁間的相對(duì)滑動(dòng)問(wèn)題以及機(jī)體對(duì)管徑尺寸的適應(yīng)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了采用單電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并具有自主差動(dòng)特性和自適應(yīng)變徑特性的管道機(jī)器人。分析了機(jī)體差動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性，從理論上推導(dǎo)了管道機(jī)器人變徑機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)時(shí)的受力方程，得到了機(jī)器人運(yùn)行時(shí)驅(qū)動(dòng)輪與管壁之間的力學(xué)關(guān)系式。構(gòu)建了機(jī)器人在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)位姿模型，并研究了機(jī)器人在不同位姿條件下的模型中各個(gè)變量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。分別建立了管道機(jī)器人在彎管和變徑管中運(yùn)行的虛擬樣機(jī)模型，最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)管道機(jī)器人的自主差動(dòng)特性和自適應(yīng)變徑特性進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果表明，管道機(jī)器人可以無(wú)干涉地通過(guò)彎管，在變徑管中運(yùn)行時(shí)也能有效地實(shí)現(xiàn)自主變徑，并展現(xiàn)出了良好的驅(qū)動(dòng)性能。
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