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作者：吕善文;郑华栋;陈鹿民;刘凯旋;
单位：郑州轻工业大学机电工程学院;
摘要：针对石油输送管道焊接作业需求，提出一种用于管道外壁行走的新型轮式机器人行走机构，并能实现管道过弯。设计了采用水平布置的全向轮和预紧弹簧组成的悬挂机构，过弯时在弹簧力的作用下能够适应弯道轮廓。将水平面内的全向轮过弯运动等效为平面两轮小车转弯模型，分析了机器人在过弯时倾覆力矩产生的原因。在Solidworks中建立三维虚拟样机模型，利用ADAMS动力学软件对机器人过弯运动进行仿真，分析了行走机构中弹簧的刚度对机器人过弯稳定性的影响以及不同管道表面条件下机器人行走稳定性。结果表明，弹簧刚度在（800～1400）N/m范围内取值，机器人能稳定过弯；在管道表面干燥以及附着有雨水时湿滑的条件下，即全向轮辊子与管道外壁的摩擦因数大于0.1时，机器人能展现出良好的行走性能。该研究结果可为后续机器人结构优化设计提供依据。
关键词：管道机器人;;轮式机器人;;结构设计;;ADAMS仿真
基金资助：河南省高等学校重点科研项目（21A460031）
