為了建立一種管道機(jī)器人設(shè)計(jì)在矩形圓管內(nèi)彎曲表面運(yùn)動(dòng)速度的運(yùn)動(dòng)學(xué)基本理論模型用于系統(tǒng)的平衡，推導(dǎo)了系統(tǒng)平衡運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基本理論，基礎(chǔ)研究的難點(diǎn)主要問題是如何正確設(shè)計(jì)軸向運(yùn)動(dòng)控制點(diǎn)、輸入子午線的運(yùn)動(dòng)中心點(diǎn)和軸向運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的位置以及它們之間的系統(tǒng)平衡運(yùn)動(dòng)關(guān)系系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)變化的速率。

管道機(jī)器人單個(gè)輪子滾動(dòng)后的輪子在貨品輸送貨物管道運(yùn)輸運(yùn)動(dòng)曲面上的任意位姿時(shí)輪心的瞬時(shí)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)和加速度，輪子軸心的瞬時(shí)滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)軌跡，單個(gè)輪子滾動(dòng)后的輪子在貨物運(yùn)輸輸送管道中側(cè)滑流體動(dòng)力運(yùn)動(dòng)學(xué)及其應(yīng)用特性的主要研究，科學(xué)問題研究主要問題及其關(guān)鍵在于對(duì)其位姿的準(zhǔn)確合理描述和科學(xué)定卜。以及其在完全可以滿足純軸向旋轉(zhuǎn)性的滾動(dòng)和完全滿足無軸向旋轉(zhuǎn)性的側(cè)滑流體動(dòng)力學(xué)的條件下，單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)輪子軸心的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

這一基本理論解決問題的主要理論實(shí)質(zhì)性和意義也就在于我們已經(jīng)推導(dǎo)并給出了電動(dòng)機(jī)器人瞬時(shí)螺旋運(yùn)動(dòng)角度控制參數(shù)和瞬時(shí)螺旋控制參數(shù)進(jìn)出運(yùn)動(dòng)輸入的螺旋運(yùn)動(dòng)變化關(guān)系，導(dǎo)致了電動(dòng)機(jī)器人的位姿運(yùn)動(dòng)角度螺旋變化率與瞬時(shí)螺旋控制參數(shù)進(jìn)出運(yùn)動(dòng)輸入之間的螺旋運(yùn)動(dòng)變化關(guān)系。

根據(jù)各種運(yùn)動(dòng)學(xué)系統(tǒng)模型和各種作業(yè)系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的姿態(tài)控制率，使運(yùn)動(dòng)機(jī)器人在運(yùn)行管道中運(yùn)動(dòng)能夠長期保持一定水平運(yùn)動(dòng)行駛，根據(jù)已經(jīng)研究建立的各種運(yùn)動(dòng)學(xué)系統(tǒng)模型，把運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制角作為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變量。

運(yùn)動(dòng)剛性輪體輸入控制速度直接決定運(yùn)動(dòng)輸入將嚴(yán)重影響輸出控制輸入控制輪心運(yùn)動(dòng)速度，控制速度和圓心直接決定管道機(jī)器人如何控制剛性體輸入控制運(yùn)動(dòng)速度，我們還需要考慮如何用剛體運(yùn)動(dòng)輸入控制輪心來控制機(jī)器人，并控制運(yùn)動(dòng)速度之間的關(guān)系。