一种四螺旋管道机器人的运行特性  

Research on Operational Characteristics of a Four-spiral In-pipe Robot

作　　者：梁亮[1] 郭振华 唐瑞祥 唐勇[1] 陈柏[3] 

机构地区：[1]长沙学院机电系,长沙410022 [2]宁波高博科技有限公司,浙江余姚315400 [3]南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室,南京210016

出　　处：《机械设计与研究》2015年第2期25-27,35,共4页Machine Design And Research

基　　金：湖南省"十二五"重点建设学科资助项目;湖南省自然科学基金资助项目(2015JJ2017);湖南省教育厅优秀青年基金资助项目(13B141);国家自然科学基金资助项目(51075209)

摘　　要：基于提出的一种尾部带四个螺旋体的管道机器人,建立机器人运行时管道内流体的动力学方程,运用计算流体力学方法,数值分析得到当机器人尾部四个螺旋体螺旋方向交替变化,并且不同旋向的螺旋体转向也不同时,四个螺旋体将形成一致的轴向力和平衡的径向力,使得机器人平衡轴向前进;当机器人尾部四个螺旋体螺旋方向和旋转方向都相同时,四个螺旋体将形成一致的轴向力和一定的周向转矩,使得机器人旋转轴向前进。上述研究表明,该类多螺旋机器人适用于人体内腔等管道完成检查和疏通等功能。Based on an in-pipe robot with four spiral bodies at its tail,the dynamics equations of the fluid in the pipe are established when the robot runs. By using the computational fluid dynamics（ CFD） method,the numerical results show that when the spiral directions of four spiral bodies alternate,and the rotational directions of spiral bodies with different spiral directions are different,the formed axial thrust forces are the same,and the formed radial forces are balanced,so that the robot moves axially in balance. When the spiral directions and rotational directions of four spiral bodies are the same,the uniform axial thrust forces and a certain circumferential torque are formed,then the robot moves axially in a rotating state. The above research shows that such multi-spiral in-pipe robots are suitable to achieve inspection,dredging and other functions.

关 键 词：管道机器人 多螺旋 计算流体力学 运行特性 

分 类 号：TP242[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]