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    管道机器人：轮系中的创新与活力2015年全国大学机械产品数字化设计大赛一等奖管道作为一种十分便利的运输工具，从问世以来便得到了人们的青睐且应用广泛。如今工业管道系统已广泛应用于冶金、石油、化工及城市水暖供应等领域。工业管道的工作环境十分恶劣，长期使用后容易产生腐蚀、破裂等问题。因此管道的监测、诊断、清理和维护就成为保障管道系统安全、畅通和高效运营的关键，然而囿于管道所处环境或管道尺寸，人不能直接到达或直接介入。为了实现管道内工作的目的，人们研究出了各种各样的管道机器人。图1团队成员合影

    但是，随着社会和科技的进步，人们对管道机器人提出了更高的要求。当今的理念是“节能减排，低碳环保”，而管道机器人的现状是虽然能够勉强满足人们的功能需求，但在满足这一需求的同时，大部分管道机器人功能单一，成本高昂等缺点与当今理念背道而驰。因此，要将管道机器人向着节能减排的方向进行创新设计。若能设计出一款模块化的管道机器人，通过通用的载体搭载不同的子模块以实现不同的功能，这样不仅能大大减少生产者的成本，而且模块化后能使用通用的载体，不用单独为子模块设计新的搭载体，节约了大量的资源。低成本、多功能，使得这款机器人有着非常好的发展前景和市场。我们团队便以此为着手点，开始设计自己的管道机器人。

一、国内外管道机器人现状

    首先我们以国内外现有管道机器人资料为出发点，调查管道机器人常见的驱动方式，分析他们之间的优缺点，以此作为我们设计管道机器人驱动模块的依据。

法国的JVR`ERTUT最早开展管内机器人理论与样机的研究，之后众多科学家纷纷加入这个研究行列，研究出各式各样的管道机器人。不同管道机器人的主要差别在于管道机器人的驱动模式。通过调查，目前国内外主要有以下几种管道机器人：

1轮式机器人

    轮式机器人主要依靠驱动轮与管壁的摩擦力作为驱动力前进。轮式机器人又可分为普通轮式和顶壁轮腿式，其中普通轮式主要依靠自身重力来产生摩擦力，而顶壁轮腿式靠丝杠或者弹簧产生作用力顶紧管壁，因可以产生很大摩擦力而能够在大倾角甚至是竖直管道内运动。

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