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針對管道機(jī)器人過彎時驅(qū)動輪與管壁間的相對滑動問題以及機(jī)體對管徑尺寸的適應(yīng)問題，設(shè)計了采用單電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動并具有自主差動特性和自適應(yīng)變徑特性的管道機(jī)器人。分析了機(jī)體差動機(jī)構(gòu)的傳動特性，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)時的受力方程，得到了機(jī)器人運(yùn)行時驅(qū)動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變量之間的對應(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，最后通過仿真實(shí)驗(yàn)對管道機(jī)器人的自主差動特性和自適應(yīng)變徑特性進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果表明，管道機(jī)器人可以無干涉地通過彎管，在變徑管中運(yùn)行時也能有效地實(shí)現(xiàn)自主變徑，并展現(xiàn)出了良好的驅(qū)動性能。
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