| 致谢 | 第7-8页 |
| 摘要 | 第8-9页 |
| ABSTRACT | 第9-10页 |
| 第一章 绪论 | 第17-27页 |
| 1.1 引言 | 第17页 |
| 1.2 管道机器人的国内外研究现状 | 第17-23页 |
| 1.2.1 介质压差式管道机器人—PIG | 第18-19页 |
| 1.2.2 轮式管道机器人 | 第19-20页 |
| 1.2.3 履带式管道机器人 | 第20-21页 |
| 1.2.4 蠕动式管道机器人 | 第21-22页 |
| 1.2.5 螺旋驱动式管道机器人 | 第22页 |
| 1.2.6 足式管道机器人 | 第22-23页 |
| 1.3 管道检测机器人的关键技术 | 第23-24页 |
| 1.4 课题来源和目的以及研究意义 | 第24页 |
| 1.5 课题研究的主要内容 | 第24-27页 |
| 第二章 四轮全驱式管道机器人的结构设计 | 第27-43页 |
| 2.1 管道机器人的功能与设计要求 | 第27页 |
| 2.2 管道机器人的整体结构方案设计 | 第27-35页 |
| 2.2.1 管道机器人整体尺寸参数设计 | 第27-29页 |
| 2.2.2 驱动机构方案设计 | 第29页 |
| 2.2.3 支撑机构方案设计 | 第29-31页 |
| 2.2.4 转向机构方案设计 | 第31-33页 |
| 2.2.5 T形弯管通过性方案设计 | 第33-35页 |
| 2.3 管道机器人的结构设计 | 第35-40页 |
| 2.3.1 管道机器人的整体结构设计 | 第35-36页 |
| 2.3.2 步进电机的选型 | 第36-38页 |
| 2.3.3 主要零部件设计 | 第38-40页 |
| 2.4 管道机器人的工作原理 | 第40-41页 |
| 2.4.1 直管道内运动 | 第40页 |
| 2.4.2 弯管道内运动 | 第40-41页 |
| 2.4.3 姿态调节与避障 | 第41页 |
| 2.5 本章小结 | 第41-43页 |
| 第三章 四轮全驱式管道机器人的运动能力研究与仿真分析 | 第43-64页 |
| 3.1 支撑机构的力学特性分析 | 第43-48页 |
| 3.1.1 封闭力（不计重力）分析 | 第43-46页 |
| 3.1.2 机器人在直管道内的运动学方程 | 第46-48页 |
| 3.2 转向机构的力学特性分析 | 第48-51页 |
| 3.2.1 转向位姿模型的建立 | 第48-50页 |
| 3.2.2 转向过程的力学特性 | 第50-51页 |
| 3.3 弯管内机器人驱动特性分析 | 第51-54页 |
| 3.3.1 弯管内运动轨迹方程 | 第51页 |
| 3.3.2 转向速比确定 | 第51-52页 |
| 3.3.3 机器人管内自转体分析 | 第52-54页 |
| 3.4 支撑机构优化 | 第54-58页 |
| 3.4.1 优化模型的建立 | 第54页 |
| 3.4.2 优化过程Adams实现 | 第54-58页 |
| 3.5 管道机器人的仿真分析 | 第58-62页 |
| 3.5.1 管道机器人模型建立 | 第58页 |
| 3.5.2 牵引力测试 | 第58-59页 |
| 3.5.3 弯管通过性与越障分析 | 第59-61页 |
| 3.5.4 姿态调节与避障 | 第61-62页 |
| 3.6 本章小结 | 第62-64页 |
| 第四章 四轮全驱式管道机器人的控制系统设计 | 第64-75页 |
| 4.1 管道机器人的硬件系统设计 | 第64-66页 |
| 4.2 管道机器人的软件系统设计 | 第66-70页 |
| 4.2.1 运动控制系统设计 | 第66-69页 |
| 4.2.2 上位机与下位机的通信协议设计 | 第69页 |
| 4.2.3 人机交互界面设计 | 第69-70页 |
| 4.3 多步进电机系统的加减速控制 | 第70-74页 |
| 4.3.1 步进电机的S形加减速曲线控制原理 | 第71-73页 |
| 4.3.2 多步进电机系统的加减速控制实现 | 第73-74页 |
| 4.4 本章小结 | 第74-75页 |
| 第五章 四轮全驱式管道机器人的试验与分析 | 第75-82页 |
| 5.1 管道机器人试验平台搭建 | 第75-76页 |
| 5.2 管道机器人的牵引力测试试验 | 第76-77页 |
| 5.3 管道机器人的弯道通过性试验 | 第77-80页 |
| 5.4 管道机器人的姿态调节与避障 | 第80页 |
| 5.5 管道机器人的工作性能分析 | 第80-81页 |
| 5.6 本章小结 | 第81-82页 |
| 第六章 结论与展望 | 第82-84页 |
| 6.1 全文总结 | 第82-83页 |
| 6.2 研究展望 | 第83-84页 |
| 参考文献 | 第84-89页 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 | 第89-90页 |