蛇形供水管道机器人头部结构设计与运动学分析

• 作者: 陈双叶 黄成意 张智武 张林 韩默 史思雨 赵婧华 吴坤 李志
• 来源期刊: 计算机测量与控制
• 学科: 工学
• 关键词: 管道检测 蛇形管道机器人 姿态变换 运动学分析 仿真分析
• 年，卷（期）: 2023,（5）
• 所属期刊栏目: 设计与应用
• 页码范围: 187-192
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2023.05.028

摘要

管道机器人被广泛应用于管道检测领域，为观测小口径带压供水管网的内部情况，检测漏水点，设计了一种小体型的蛇形管道机器人头部结构，不仅有着良好的防水抗压效果，且该结构引入连续体机器人的特点，采用绳驱柔性体和关节旋转的配合动作来进行姿态变换，使得机器人头部运动更加灵活，能够在150 mm～300 mm的小口径自来水管道中自由移动，有着广泛的可达任务空间；运用等效D-H方法建立机器人的运动学模型，计算出其正、逆解析表达式，并使用蒙特卡罗法在Matlab中绘制出机器人头部的可达任务空间图，最后将设计的虚拟样机模型在Adams仿真软件中进行仿真分析；运动学分析和虚拟样机模型的仿真分析结果表明，所提出的管道机器人头部结构设计方案合理可行，满足应用设计需求。