机床与液压

作者：房营营，薛毅馨，高有山，王晓洋

单位：太原科技大学机械工程学院；太原重工股份有限公司；太原科技大学机械工程学院；太原科技大学机械工程学院

关键词：管道机器人;自适应变径;管内越障;动力学响应

基金：山西省科技成果转化引导专项（202304021301045）；山西省留学人员科技活动择优资助项目（20240021）

针对支撑轮式管道机器人在复杂管道越障过程中由于振动导致的定位失准与结构损伤问题，建立机器人越障动力学理论模型，基于Lagrange方程推演轴向微分振动方程；在ADAMS中构建多体动力学虚拟样机，通过设置多变量进行机器人越障仿真，获取不同工况的加速度响应谱；采用δRMS,norm (时间归一化均方根)评估振动响应强度并提取分布特征，对低振动变量区间进行选取。结果表明：所构建虚拟样机能够准确表征机器人越障过程中的动力学特性；当行进速度为3~7 m/min时，δRMS,norm值在2~3 m/s2间平稳波动；自适应弹簧刚度与支撑腿预压紧力呈现非线性耦合效应，低刚度（小于15 N/mm）下，预压紧力区间取50~150 N时，δRMS,norm值较低（1.6~3 m/s2）；刚度增至15 N/mm，低?δRMS,norm值下的预压紧力区间收缩至100~125 N；当刚度超过20 N/mm时，δRMS,norm值均大于3 m/s2。为避免机器人的振动强度过高，自适应弹簧刚度与支撑腿预压紧力的选取应相互适配。

来源：2026年第5期

《机床与液压》期刊编辑部

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