关键词:
管道机器人
内外螺旋
数值仿真
计算流体力学
摘要:
提出一种体积微小的无损伤内外螺旋管道机器人,建立了机器人在液体管道中运行时的动力学方程,运用计算流体力学方法,数值仿真机器人系统的流体流场,分析了机器人动力学特性以及环境特征参数对机器人运行性能影响。结果表明:机器人运行时,管道壁所受高压区主要集中在机器人周围附近,且压力值不大;机器人外壳外表面压力以及外壳外表面液体速度均高于内轴内表面;随着液体密度、液体粘度和偏心距的增大,机器人轴向推进力增大,随着管道直径的增大,机器人轴向推进力减小;液体粘度、管道直径和偏心距对机器人运行性能影响较大,而液体密度对其运行性能影响较小。对比外螺旋圆柱体轴向力随螺旋圆柱机体长度变化的数值计算结果和实验结果验证数值计算方法的正确性。