| 潜游式管道机器人动力学分析 |
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| 引用本文： | 赵大旭,陈柏,吴洪涛,田富洋.潜游式管道机器人动力学分析[J].华南理工大学学报(自然科学版),2010,38(8). |
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| 作者姓名： | 赵大旭 陈柏 吴洪涛 田富洋 |
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| 作者单位： | 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;南京航空航天大学,机电学院,江苏,南京,210016 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目，南京航空航天大学基本科研业务费专项科研项目 |
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| 摘 要： | 分析了管道机器人在充满液体的管道中运行时的受力状况,在此基础上建立了基于欧拉参数(四元数)的潜游式管道机器人六自由度空间运动的动力学模型。对于在特定的三维弯管道内沿规划路径游动的机器人,通过流体力学仿真软件Fluent计算出机器人的流场阻力并代入该动力学模型,在Mathematica环境下可计算出机器人的受力.利用该模型进行的动力学仿真得到了机器人在确定形状的弯曲管道中游动时所需的驱动力.欧拉参数(四元数)的引入有效地避免了奇异性.
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| 关 键 词： | 管道机器人 动力学 流体阻力 仿真 |
| 收稿时间： | 2009-10-28 |
| 修稿时间： | 2009-12-17 |
Dynamic Analysis of Submersible In-Pipe Robot |
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| Zhao Da-xu,Chen Bai,Wu hong-tao,Tian Fu-yang.Dynamic Analysis of Submersible In-Pipe Robot[J].Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition),2010,38(8). |
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| Authors: | Zhao Da-xu Chen Bai Wu hong-tao Tian Fu-yang |
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| Abstract: | According to dynamics analysis, the robot's dynamics and kinematics models of 6-DOF spatial motion based on Euler parameters (quaternion) are established in dealing with the dynamics of a submersible in-pipe robot, the model is applicable for dynamics analysis of a submersible in-pipe robot in pipeline flow field. As a result of introducing Euler parameters (quaternion), singularity can be avoided, and the model can be applicable to all cases of spatial motion. The dynamics characteristic performances and the needed driving force when the robot swims along the planned trajectory in a specific three-dimensional pipeline are calculated. The simulation can provide a basis for the structure design and motion control of the in-pipe swimming robot. |
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| Keywords: | in-pipe swimming robot dynamics fluid resistance simulation |
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