水下结构检测爬行机器人的设计与分析

针对大坝、桥梁、大型水下管线等水下结构环境复杂、检测难度大等问题，提出了一种具有一定避障及壁面过渡能力且可适应复杂壁面的水下结构检测爬行机器人。首先对机器人整体结构进行设计，通过采用轮足式结合的轮足结构和具有旋转自由度的吸附结构的相互配合的设计，提高了机器人对复杂壁面的自适应能力；其次以圆形截面桥墩为例，利用流场仿真分析了机器人吸附在壁面时，桥墩附近流域的流速和压力分布情况；再者对机器人的运动状态及稳定性进行分析，通过建立摩擦力和抗倾覆力矩计算公式得到机器人的正常工作条件；最后对机器人结构摩擦性能和样机进行测试和试验验证。结果表明，该机器人在一定程度上具有对复杂环境的抗性和复杂表面的适应性，可用于水下结构的检测工作。