为了防止送风管道内流通的空气促进病毒传播，管道需要进行定期的清理和消毒。然而，人工清洁管道的方式存在较大的困难。因此，本项目拟设计一款管道消毒机器人，该机器人可以适应30-50cm的管径，具有一定的爬坡能力和和较快的运动速度，能够携带消毒液在通风圆管内均匀地喷洒消毒。本项目采用压壁式轮式设计，通过剪刀差机构和弹簧实现被动变径，通过力学分析和动力学仿真对设计方案进行迭代。经检验，最终方案能够满足项目对功能的基本要求。

本项目的管道消毒机器人应该满足如下要求：

1.       具有一定的管径适应能力，能够实现30-50cm范围的变径

2.       具备一定的驱动能力，最大爬坡倾角应大于45°

3.       能够实现喷洒与运动的协同配合，实现消毒液的均匀喷洒

4.       在满足基本功能的前提下，使用尽可能少的电机

5.       具有一定的承载能力和续航能力，能够较好地满足实际的管道清洁需求

1.       通过剪刀差机构和曲柄滑块机构的组合设计以及合适的弹簧选型，实现了30-50cm范围的被动自适应变径。

2.       互成120°的轮腿布局设计使管道机器人具有足够的壁面支撑力和摩擦力，从而增强了机器人的驱动能力和承载能力。根据理论计算与虚拟样机的验证，其在任意倾角管道内都能够爬行。

3.       在应力分析的基础上对机械零件进行优化设计。通过选材优化和结构改进减轻了机器人空载质量，从而提高了机器人的承载能力。