為解決管道機器人過(guò)彎時(shí)驅動(dòng)輪與管壁間的相對滑動(dòng)問(wèn)題以及機體對管徑尺寸的適應問(wèn)題，設計了采用一個(gè)電機進(jìn)行驅動(dòng)并具備差動(dòng)能力和自適應變徑尺寸的適應能力的管道機器人。分析了機體差動(dòng)機構的驅動(dòng)特性，理論推導了管道機器人變徑機構工作狀態(tài)時(shí)的受力方程，得到了機器人運行時(shí)驅動(dòng)輪與管壁之間的力學(xué)關(guān)系式。構建了機體管內運動(dòng)模型，并分析了機體在不同位置條件下，模型中各輪的運動(dòng)參數變化情況。建立機器人在組合管中運動(dòng)的虛擬樣機模型，通過(guò)仿真實(shí)驗對機體的差動(dòng)特性進(jìn)行了驗證，結果表明機器人可以無(wú)干涉過(guò)彎，并展現出了良好的驅動(dòng)性能。

  圓柱管道在生產(chǎn)生活中被應用，適應圓柱管道的機器人運動(dòng)方式有輪式、蠕動(dòng)式、履帶式和行走式等多種類(lèi)型，其中輪式為常見(jiàn)。近年來(lái)，外學(xué)者先后研制出各種針對圓柱管道的機器人，如中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所和東京工業(yè)大學(xué)分別設計了旋轉驅動(dòng)管道機器人，此類(lèi)機器人采用輪部螺旋運動(dòng)方式帶動(dòng)機體在管內行進(jìn)。