管道在人们的生活中,常作为运输物质的一种工具,出现在工业生产和人民生活中的方方面面,占有举足轻重的地位。诸如天宫、蛟龙等高精端设备油液气的传导运输,从工厂生产中乙炔、氧气、液压油等传导运输,再到人们日常生活中的水、燃气的传导运输,都离不开管道的参与。而金属管道因为其自身材料的强度高、刚度大等有利条件,在管道运输中占有重要地位。但是在管道运输过程中,管道的管壁质量不是坚不可摧、一成不变的,因为其不同材料的自身属性不同,诸如PVC管道有可能会被划伤或者因压力过高而发生破裂导致泄露,金属管道会因为运输介质的不同或者其所处环境的不同而导致管道发生腐蚀,继而破裂泄露。而不同介质的泄露常常会引起不可估量的后果,如发生火灾、导致爆炸、引起工厂停产,甚至有污染生态环境的问题发生,不仅危害人类生活、导致生态环境发生不可逆的破坏,还会产生巨大的经济损失。因而,对使用的管道进行检测或者其它的一些后期维修,及时防止灾害损失和经济损失显得尤为重要。但是管道的运输中并不只有直管构成,多数情况下,管道的布置需要有多数的转向以及特定的路线布置,因此,曲管在管道运输中是必不可少的一环。曲管因为它自身特殊的结构,腐蚀、破裂的情况更容易发生。一旦发生腐蚀、破裂等泄露问题,现如今最常用的方法是置换,但会面临类似城市管道多数埋于地下不易置换的问题。因而,对管道内壁检查、修复,特别是曲管内壁进行检查、修复是管道运输中不可或缺的,而且具有一定的技术难度。当今的管道机器人,多应用于直管,而曲管因为其对结构通过性要求更高,往往难以实现在弯管内的作业。论文针对弯管机器人的研究完成如下内容:(1)根据存在的管道机器人对于弯管通过性较差的现状,探究设计一种应用于弯管的机器人,使得其在曲管中有更好的通过性,从而增加作业距离,保证作业的稳定性。而且所设计的管道机器人采用新的运动结构形式,在保证实用性模块化的同时有更小的体积。(2)结合所涉及的管道机器人的结构,计算弯管机器人关键参数同弯管曲率半径、管径、以及蠕动步距之间的数值关系,利用得出的数值关系可以使得弯管机器人的设计更加便捷,同时还可以检验管道机器人在曲管的通过性。为弯管机器人后续的自动化设计提供了一定的基础。(3)根据计算得出的数值关系,对于管道机器人结构的设计参数进行验证,在理论上得出其在曲管的通过性。利用三维CAD软件对设计的管道机器人进行建模,分析其结构的完整性。将建立好的三维模型导入CAE软件ADAMS进行运动学分析,验证模型在弯管的通过性,以证明该模型的结构设计和计算得出的数值关系的正确性。