為解決管道機(jī)器人過彎時驅(qū)動輪與管壁間的相對滑動問題以及機(jī)體對管徑尺寸的適應(yīng)問題，設(shè)計了采用一個電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動并具備差動能力和自適應(yīng)變徑尺寸的適應(yīng)能力的管道機(jī)器人。分析了機(jī)體差動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動特性，理論推導(dǎo)了管道機(jī)器人變徑機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)時的受力方程，得到了機(jī)器人運行時驅(qū)動輪與管壁之間的力學(xué)關(guān)系式。構(gòu)建了機(jī)體管內(nèi)運動模型，并分析了機(jī)體在不同位置條件下，模型中各輪的運動參數(shù)變化情況。建立機(jī)器人在組合管中運動的虛擬樣機(jī)模型，通過仿真實驗對機(jī)體的差動特性進(jìn)行了驗證，結(jié)果表明機(jī)器人可以無干涉過彎，并展現(xiàn)出了良好的驅(qū)動性能。

  圓柱管道在生產(chǎn)生活中被應(yīng)用，適應(yīng)圓柱管道的機(jī)器人運動方式有輪式、蠕動式、履帶式和行走式等多種類型，其中輪式為常見。近年來，外學(xué)者先后研制出各種針對圓柱管道的機(jī)器人，如中國科學(xué)院沈陽自動化研究所和東京工業(yè)大學(xué)分別設(shè)計了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動管道機(jī)器人，此類機(jī)器人采用輪部螺旋運動方式帶動機(jī)體在管內(nèi)行進(jìn)。