【摘 要】
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在工业中，管道检测是非常重要的工作。本文以管道检测机器人的工业应用为背景，对其进行研究。目前微小管道机器人检测技术的研究很多，但离实现工程实际应用仍然存在较大差距。其
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在工业中，管道检测是非常重要的工作。本文以管道检测机器人的工业应用为背景，对其进行研究。目前微小管道机器人检测技术的研究很多，但离实现工程实际应用仍然存在较大差距。其主要问题有以下三个方面:(1)机器人的负载能力不足;(2)机器人的运行速度慢;(3)管道内径和管道内壁状况的不均匀造成管道机器人的工作稳定性差。本文主要围绕前两个方面的问题展开研究。 本文的主要思路是应用摩擦惯性驱动原理驱动机器人自主运行，并采用压电驱动效应来增加机器人的负载能力。文中在综合应用上述两种原理的基础上，对应用于管道的自主运行的机器人驱动机构进行研究。 本文主要研究有:(1)着重考虑压电驱动器质量对驱动机构运动性能的影响，建立基于压电-摩擦驱动惯性原理的管道检测机器人驱动机构的动力模型;(2)基于建立的模型，优化设计该机构，使之适用于管道检测;(3)搭建实验平台与制备样机验证文中所构造的模型和优化设计的合理性。 文章的研究结论如下:(1)为了构造可以更为精确地应用于预测和模拟的压电-摩擦惯性驱动机构的动力模型，考虑压电驱动器本身的质量意义重大;(2)输入电压和系统质量的综合考虑对优化系统性能具有重要意义。 本文现阶段的研究为管道检测机器人特别是压电摩擦惯性驱动机构的研究领域注入了新的知识。创新之处有建立了包括压电驱动器质量的运动模型、研究分析了输入电压和系统质量对系统驱动性能的影响。
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