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作者：魏晓华;刘宝昌;赵一壑;刘德材;
单位：辽宁工程技术大学机械工程学院;
摘要：针对目前管道机器人无法同时进行主动避障及被动越障的问题，提出一种主被动相结合的避障方式，并设计一种可以实现主动规避凹陷类障碍以及凸起类障碍的自适应避障(AOA)管道机器人，实现车轮与障碍物无接触通过，有效避开凸起类和凹陷类障碍。对AOA管道机器人同轴反转避障进行理论分析计算与仿真，分别对不同的避障方式进行动力学分析验证同轴反转避障的合理性。采用D-H法对变径及同轴反转机构进行运动学建模，并通过对比MATLAB与Adams仿真分析结果验证机构设计的正确性。对同轴反转机构进行动力学建模，通过Workbench软件对同轴反转运动进行仿真分析，得到不同弹簧预载荷情况下同轴反转机构受到最大应力的预载荷应力随时间关系曲线图，得到弹簧预载荷与机构最大应力之间的关系。制作实验样机，通过对比仿真实验与样机在不同避障方式下的驱动轮电机输出扭矩图，实验结果表明：采用同轴反转的主动避障方式在驱动轮扭矩和稳定性方面均优于被动避障，验证了AOA管道机器人的合理性与可行性。
关键词：管道机器人;;同轴反转;;运动学;;动力学;;预载荷
基金资助：辽宁省研究生教育教学改革研究项目(LNYJG2023114)
