管道内检测机器人定位技术研究现状与展望

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1、2013年5月机床与液压Mav2013第41卷第9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．09．047管道内检测机器人定位技术研究现状与展望许红，李著信，苏毅，张镇，李媛媛(解放军后勤工程学院，重庆401311)摘要：随着管道里程的快速增长、管道检测技术的发展以及管道检测机器人的广泛应用，管道内移动机器人的定位技术凸显出了更加重要的作用。分析国内外管道内检测机器人几种主要定位技术与方法的基本原理及优缺点，从4个方面提出管道内检测

2、机器人定位技术与方法的发展趋势，为进一步研究不同环境条件下管道内检测机器人的定位问题提供参考和指导。关键词：管内机器人；定位；里程轮；测力定位；数据融合中图分类号：TQ050文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)9—172—4ResearchStatusandProspectofPipelineInspectionRobotLocalizationTechnologyXUHong，LIZhuxin，SUYi。ZHANGZhen。LIYuanyuan(TheLogisticEngineeringUniver

3、sityofPLA，Chongqing401311，China)Abstract：Withtherapidgrowthofpipelinemileage，thedevelopmentofpipelineinspectiontechnologyandthewideapplicationofpipelineinspectionrobot，thelocalizationtechnologyforpipelineinspectionrobothasplayedmoreandmoreimportantrole．Thebasicpr

4、inciples，advantagesanddisadvantagesofseveralmajorlocalizationtechnologiesandmethodsindomesticandforeignwerean—alyzed．Thedevelopmenttrendofpipelineinspectionrobotlocalizationtechnologyandmethodwasputforward．itprovidesreferenceandguidanceforstudyingpipelineinspecti

5、onrobotpositioningunderdifferentenvironmentalconditionsforfurther．Keywords：Pipelineinspectionrobot；Localization；Mileagewheel；Forcemeasuringlocalization；Datafusion目前，我国管道里程达到6万公里，其中原油管垂直管、斜坡管、各角度弯管以及变径管接口等，其道1．7万公里，天然气管道3．1万公里⋯。预计到运行距离一般也较长。受现有通讯设备与定位技术的2020年，中国长距

6、离油气管道的建设里程将至少达制约，管道状况多数不明，往往造成模糊开挖、盲目到10～15万公里。管道对人们生活的影响与作用越报废，资源浪费严重。因此，管道内检测机器人的定来越重要。随着时间的推移，管道可能发生腐蚀穿位技术已经成为管道工程亟待解决的问题。孔、泄漏污染、堵塞爆管等恶性事故，造成生命与财1定位技术与方法产的重大损失。为防止事故发生，需要定期对其进行目前，国际上关于管道检测机器人定位方法有很检测与清理。随着超声、涡流、声发射等缺陷检测技多，主要有以下几种。术的发展以及各类清管设备的产生，管道机器人1．1里程轮定位法

7、开始应用于管道工程的定期检测与维修工程。所谓管利用里程轮定位是目前管道检测机器人中使用最道机器人就是一种可沿管道内部或外部自动行走、携多的定位方法，通常多采用基于光电式转速传感器里带一种或多种传感器件如位置和姿态传感器、超声传程轮定位。如图1所示，光电式速度传感器主要由感器、涡流传感器等以及操作机械如管道裂纹与管道光源、透镜、带缝隙圆盘、指示缝隙盘、光电器件、接口焊接装置、防腐喷涂装置、操作手、喷枪、刷子转轴等组成，带缝隙圆盘和里程轮联接于转轴上，形等，在工作人员的遥控操纵或计算机控制下，在极其成固联体同速转动。工作原理

8、为：光源发出的光通过恶劣的环境中，能够完成一系列管道检测维修作业的缝隙圆盘和指示缝隙照射到光电器件上，当缝隙圆盘机电一体化系。机器人自身携带仪器设备检测随里程轮和转轴转动时，由于圆盘的缝隙间距与指示管道内壁，当发现管壁缺陷或机器人出现故障时，管缝隙的间距相同，因此圆盘每转一周，光电器件输出外人员需要知道机器人在管道内