管道内壁打磨作业轮式爬行机器人结构

最初在车间调试初代原型时，弹簧预紧力调大了20%，轮组贴紧管壁的瞬间直接把PVC测试管撑出了细微裂纹，拆下来才发现压紧支架的铰接点没有留够浮动余量，硬接触下的应力根本没法释放。后来调整铰接轴的配合公差，把原来的H7/p6过盈配合改成H8/f7间隙配合，轮组在遇到管壁焊缝凸起时能顺着弹簧力自然回缩，不会出现卡滞或者刮伤管壁的情况。

做行走轮结构的时候，特意选了带弧度的橡胶胎面，弧度和常见管径的内壁曲率做了适配，不会像平轮那样只有边缘接触，磨个几十米就出现偏磨。轮架上的弹簧选了线径1.2mm的碳素弹簧钢，预压缩量留了15mm，既能保证轮组贴紧管壁不打滑，遇到管径±10mm的偏差也能自适应，不用每次进管前重新调整轮距。

跨软件转结构的时候，一开始把弹簧模型导进来出现了曲面破面，螺旋线的收尾处和弹簧座的安装面没法对齐，后来重新在装配环境里做弹簧的在位配合，把弹簧两端的磨平端面和安装座的贴合面做了重合约束，转档后不会出现零件错位的问题。图纸标注的时候，铰接轴的同轴度公差特意标了0.02mm，要是同轴度超差，轮组转动的时候会出现偏摆，爬管的时候容易走偏，甚至卡在管道接缝处。

这套结构专门针对小管径内壁打磨的工况设计，机身做了模块化拆分，打磨模块和行走模块可以快速拆分更换，遇到不同管径的作业需求，只需要更换对应长度的弹簧和适配弧度的行走轮就行，不用重新做整套机身。之前做方案的时候考虑过履带式行走，但是履带结构在小管径里转弯半径太大，遇到弯管根本过不去，换成多组弹性轮组的结构后，过弯时对应位置的轮组自动回缩，能顺利通过曲率半径1.5倍管径的弯管。

打磨作业的时候，轮组的压紧力刚好能抵消打磨头的反作用力，不会因为打磨头接触管壁就出现机身打转或者后退的情况，之前测试的时候没考虑打磨反力，轮组压力调小了，一接触管壁机身就往后退，后来调整弹簧预紧力，算上打磨头的轴向反力，留了30%的压力余量，爬管的时候不管是水平管还是垂直管都能稳定行走。