针对瓦斯抽采管道破损泄漏检测问题，设计了一种具有管道检测和运动控制功能的螺旋式矿用管道检测机器人，介绍了该机器人的结构和检测与控制系统方案。建立了机器人在管道中运行的力学分析模型，并通过动力学仿真研究了影响机器人牵引性能的因素，结果表明：机器人在管道内运行时的牵引力与管道材质、螺旋角、道壁与驱动轮之间法向力有关；机器人在不同材质的管道中运行时最佳螺旋角不同，在相同材质的管道中运行时，无介质运输情况下牵引力高于有介质运输情况；机器人牵引力随法向力的增大而增大，但最佳螺旋角无明显变化；随着螺旋角增大，牵引力先增大后减小，螺旋角为40°时最大。为提高机器人通过弯管时的性能，提出一种变螺旋角过弯策略，即机器人主动控制螺旋角随螺旋运动单元转动以正弦式规律变化，使管道内侧的螺旋角小于外侧。搭建机器人测试平台对矿用管道检测机器人进行测试，结果表明：机器人直管中运行的最佳螺旋角为40°；可通过增加法向力来提升机器人的牵引性能；采用变螺旋角过弯策略时，机器人对于弯管的通过性能和平稳性优于定螺旋角过弯。

0 引言
1矿用管道检测机器人设计
1.1 机器人结构
1.2 检测与控制系统
2 机器人力学模型建立与分析
2.1 机器人直管牵引特性分析
2.2 机器人过弯分析
2.3 机器人最佳行进姿态分析
3 机器人牵引性能仿真
3.1 管道材质对牵引力的影响
3.2 螺旋角对牵引力的影响
3.3 法向力对牵引力的影响
4 机器人牵引特性测试
5 结论