管道檢測(cè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)ADAMS 動(dòng)力學(xué)仿真分析

李穎欣，劉滿祿，李新茂

（西南科技大學(xué)，四川 綿陽(yáng) 621000）

1 引言

隨著石油、化工、天然氣及核工業(yè)等產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，管道作為一種的物料輸送設(shè)施顯得尤為重要。在上述特殊環(huán)境中作業(yè)的管道，特別是在核工業(yè)環(huán)境下的管道，由于長(zhǎng)期處于惡劣的環(huán)境下，會(huì)不可避免地出現(xiàn)裂紋、變形等現(xiàn)象，并且人們很難直接維修管道。考慮到傳統(tǒng)的管道檢測(cè)方法存在工程量大、準(zhǔn)確率低等缺點(diǎn)，因此目前管道的維護(hù)和檢測(cè)通常采用管道檢測(cè)機(jī)器人來(lái)進(jìn)行[1-3]。

現(xiàn)有管道機(jī)器人根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同分為流動(dòng)式機(jī)器人、履帶式機(jī)器人、腹壁式機(jī)器人等類型，而輪式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)因其效率高、運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)成為管道機(jī)器人的主要驅(qū)動(dòng)方式[2]，然而遇到彎管或不規(guī)則管道，如發(fā)生變形、管內(nèi)壁不平整的管道，就會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉等問(wèn)題。因此針對(duì)以上問(wèn)題[3]，研究了一種具有自適應(yīng)性、運(yùn)動(dòng)靈活、實(shí)時(shí)可靠的管道檢測(cè)機(jī)器人，通過(guò)Creo 建立三維模型，導(dǎo)入ADAMS 中并完成其運(yùn)動(dòng)控制的仿真，為后續(xù)的樣機(jī)的建立理論基礎(chǔ)。

2 管道檢測(cè)機(jī)器人模型

由于管道檢測(cè)機(jī)器人的工作環(huán)境非常復(fù)雜，通常工作在封閉的空間，其中包括水平直管、各角度彎管、斜坡管、斜坡管以及變徑管接口等，它的運(yùn)動(dòng)距離一般也較長(zhǎng)。針對(duì)我國(guó)管道的復(fù)雜性特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種管道檢測(cè)機(jī)器人，可通過(guò)內(nèi)徑在（180～240）mm 范圍內(nèi)變化的圓形管道，其類型包含直管、彎管、三通管。同時(shí)為了避免當(dāng)管道變形量過(guò)大，管道機(jī)器人回退時(shí)易發(fā)生卡死現(xiàn)象，而限制輪式機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境，提出具有雙向越障能力的驅(qū)動(dòng)單元，可滿足輪式機(jī)器人在彎管或不規(guī)則管道內(nèi)的雙向越障要求。……