摘  要：基于关节式串联机器人的原理，设计了一种关节式管外行走机器人，建立了机器人的运动学模型，并给出了机器人管外行走跨越典型障碍时的运动学反解。该模型提供了结构设计和轨迹规划的理论基础。

关键词： 管外机器人关节式机器人运动综合

    引言

    当管道输送高温、高压、剧毒等流体介质时，为了安全性，必须对管道工作情况进行定期检查或实时监控。管内机器人不适合完成该项任务，而管外机器人显示了明显的优越性能。

    从上世纪70年代开始，国外学者进行了管外行走机器人研究，并已研制出多种管外行走机器人_lI3 J。之后西班牙学者利用Stewart—Cough并联机构研制出一种攀登机器人 J，它不仅能爬水平管，还能爬立管。美国Envision L 5l公司2000年设计推出的一些小型管外轴向行走机构，采用磁性轮结构。以及一种周向爬行器，它利用一条金属软带紧箍在管道上作为轨道，行走轮带动车体沿其上行走而驱动仪器作旋转运动。文献[6]提出采用一种基于挠形体摩擦传动的特殊的链传动实现管外周向运动。但管道上有各种障碍，如，T型和L型管道、并行管道和法兰等，因此要求管外机器人具有灵活跨越这
些障碍的能力。针对这一要求，文中提出一种关节式管外机器人，它是关节式串联机器人在管道上的一种应用，并具有跨越这些越障能力。