管道机器人行走装置运动性能稳定性研究

摘要

目的 为疏通城市排污管道,对清淤机器人行走装置的变径弹簧系统进行研究,保证其清淤作业和运行的稳定性.方法对清淤机器人进行力学建模与仿真,建立行走机构在不同姿态下的静力学数学模型,运用MATLAB仿真软件研究弹簧刚度的可行区域;基于ADAMS软件研究动力学稳定性问题,并搭建稳定性实验平台进行验证.结果通过运动仿真获得了弹簧刚度系数的可行区域;通过动力学分析,获得了行走机构的径向摩擦力和轴向摩擦力大小;通过实验验证了弹簧刚度可行区域和仿真结果的正确性.结论在满足选取弹簧刚度系数可行区域情况下,径向摩擦力产生的总力矩大于电机的驱动力矩,不会产生侧滑现象;轴向摩擦力大于行走机构所能承受的最大负载,可以实现管道机器人的行走清淤作业要求,动态性能稳定.