一种四螺旋管道机器人的转向分析  

Steering analysis of a four-spiral in-pipe robot

作　　者：梁亮[1] 郭振华 朱宗铭[1] 陈柏[3] 

机构地区：[1]长沙学院机电工程系,湖南长沙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,江苏南京210016

出　　处：《机械设计》2015年第7期16-19,共4页Journal of Machine Design

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

摘　　要：基于提出的一种尾部带4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,数值分析当机器人尾部4个螺旋体螺旋方向左旋和右旋交替,旋转方向顺时针和逆时针交替时,机器人的轴向推进力和周向转矩等机器人性能指标。当该机器人需要转向时,计算设计了机器人尾部4个螺旋体的旋转方向组合。上述研究表明,这类多螺旋管道机器人可以实现任意转向。This paper presents an in-pipe robot with four spiral bodies in its tail,and establishes dynamics equations of the fluid in the pipe when it runs. Using the computational fluid dynamics（CFD） method,the robotic axial thrust force and circumferential torque are numerically analyzed when the spiral directions of four spiral bodies alternate in left-handed and right-handed rotation with the rotational directions alternate clockwise and counterclockwise. When the robot is needed to change direction,the rotational directional combinations of the four spiral bodies are calculated and designed. The proposed research shows that such multi-spiral in-pipe robots can achieve steering arbitrarily.

关 键 词：管道机器人 多螺旋 计算流体力学 转向 

分 类 号：TP242[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]