（2） 行走方式：轮式、退式、蠕动通过摩擦方式传递动力，受机器人与管道内壁 摩擦因数制约；被动螺旋机器人其前移速度和牵引力受螺旋宽度系数影响大。

（3） 可靠性：无论是在工业领域还是在医疗领域，管道机器人的可靠性都非常的 重要，一旦出现故障，机器人无法顺利通过管道，将造成严重的事故，所以机器人应 具备相应的排障能力。

1。4研究的目的意义

由于管道锈蚀、老化、漏孔、淤积堵塞，管道的运输对生产生活带来巨大的影响, 管道机器人能够更加经济地完成管内检测，故障预警，维护和修复，从而降低工程成 本、工人作业的劳动强度、危险系数[14]。常用于以下领域：

 检测管道的老化、破损、腐蚀、机械损伤、焊缝质量。

 完成管道的清理、抛光、焊接、修复等维护工作。 本文研究的主动螺旋式行走机构是目前机器人研究方向之一，其伸缩机构、导向

机构、动力匹配又是研究的重要问题。

1。5研究内容

（1） 研究内容 本文在广泛的资料搜集和整理的基础上，论述了国内外管道机器人的研究现状和

相关关键技术。自主完成了主动螺旋式管道检测机器人的机械系统设计，并在 Creo 完成了机器人的建模与运动仿真。

全文共分为六章，具体内容如下：

第一章 绪论。通过对国内外小型管道机器人的发展现状以及关键技术运用情况 进行分析，分析目前管道机器人研究不足及其难点，简述了管道机器人的研究目的、 意义以及研究内容。

第二章 管道机器人总体方案设计。通过比较现有管道机器人多种移动方式、驱 动方式、传动方式的结构设计的优缺点并综合管道机器人的设计的要求，提出链式多 单元主动螺旋式机械结构设计方案。文献综述

第三、四章 对行走机构、机体机构和张紧机构设计。根据设计方案和设计要求 对管道机器人的行走机构、机体机构、张紧机构进行了详细的机械设计计算及校核， 最终得到了机器人机械结构解决方案。

第五章 管道机器人综合性能分析。对所设计的机器人负载能力、运行速度以及

越障能力等性能进行分析，完成机器人性能进行分析和评价。

第六章 管道机器人建模与仿真。运用 Creo 软件对机器人进行建模、装配、运动 仿真以及运动干涉分析。

（2） 工作参数

1）管道直径：160-250mm；

2）管道材料：PVC 管道或者有机玻璃管道；

3）有效载荷：200N；

4）最大移动速度：V=100m/min。

（3） 研究目标

本文设计主动螺旋链式多单元管道机器人要求，能够通过内径为 160-250mm 直 管和较大曲率半径的弯管。

第二章 管道机器人总体方案设计

2。1概述

为了能够让管道机器人携带足够多的修护、检测工具在管道内进行作业，本课题 设计的管道机器人必须具有足够大的牵引力。同时，由于长期服役的管道难免存在变 形、凸起和凹坑各种缺陷，为了保证机器人在管内稳定地运行，机器人一定需要拥有 相应的自适应能力和越障能力[15]。

2。2管道机器人系统性能指标

本课题研究的管道机器人整机性能指标如下：

 管道直径：160-250mm；

