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介绍了基于单向运动机构的伸缩式管道机器人工作原理，对管道机器人整机系统进行合理简化，得到等效系统模型。根据等效模型，分析直流伺服电机、滚珠丝杠，以及单向运动机构的动力学行为。为了研究系统的输入电压信号和输出的运动速度之间的关系，建立了机器人系统的完整框图模型。利用Matlab对机器人系统进行仿真，分析不同输入信号下系统的响应特性，为管道机器人的机构设计和控制器设计提供理论依据。