新型无缆管道机器人关键技术的研究.pdf

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1、新型无缆管道机器人关键技术的研究段颖妮，韩佐军，李国柱，田浩(西安文理学院物理与机电学院，陕西西安710065)ResearchontheNewNovelCablelessIn——pipeRobotDUANYing—ni，HANZuo—jun，LIGuo—zhu，TIANHao(Xi’anUniversityofArtsandScience，Xi’an710065，China)摘要：油气管道健康监测中管道机器人的研发datainthepipelineandrobotbi—directionalcable-是特种机器人领域中的

2、热点，提出了管道机器人工lesscommunicationwiththehostcomputermoni—程实用化中几个关键技术壁垒及这几个关键问题的toringequipmentiscompletedoutsidethepipeline；解决措施。机器人移动牵引机构采用电机驱动丝杠Thefeasibilityoftheentirerobotsystemprogram旋转，丝杠上滑架(丝杠螺母)前移，两组支撑腿臂蠕hasbeenverifiedinasimulatedenvironment．动前行方式；整个机器人系统能量供给

3、方面采用流Keywords：in—piperobot；creepingforward；体推动桨叶发电，对承载的锂电池组充电以实现机robotself—propelled；cablelesscommunication器人自推进；机器人通信方面采用管道内光纤传输视频图像和数据，管道外以无线方式与上位机监控0引言设备双向无缆通信；整个机器人系统方案的可行性在模拟环境中得到了验证。管道运输是油气运输的主要方式，管道运行过关键词：管道机器人；蠕动前行；自推进；无缆程中由于自然或人为因素，泄漏事故时有发生，造成通信了重大的经济损失和严重

4、的环境污染。为了防患于中图分类号：TJ810．332未然，就必须对在役管道进行定期监测。因此，加强文献标识码：A在役油气管道系统的监测和损伤识别以便进行及时文章编号：1001—2257(2012)09—0077一O4的修补是十分必要的，这一课题也成为保障油气产Abstract：In—pipeinspectionrobotisahot业安全生产而迫切需要解决的题目。管道机器人，topicincurrentdomesticandinternationaloiland是针对油、气等输送管道的检测、维修和异物清理等gasin—pip

5、especialroboticsresearchfields．This维护检修作业所研制的一种特种机器人，它综合了paperpresentsseveralkeytechnologiesquenstio——智能移动载体技术和管道缺陷无损检测技术。通过nesinthepipelinerobotengineeringpracticaland携带的无损检测装置和其它作业装置对油气管道进行在役检测、清理和维护，以保障管道的安全和畅通givesthemeasuresofseverMkeyproblems．Move无阻地工作。对穿越河流、

6、铁路和道路的特殊管道tractionmechanismadoptsmotor——drivenscrew或埋地管道的重要部位进行有选择的检测时，管道rotation，screwnutonthescrewmovesforward，twosetsofsupportlegsandarmcreepingforward检测机器人具有独特的优势。无缆管道检测机器人的能量来源及和外界通信均采用无缆方式。way；Intheaspectofenergysupplyofentirerobotsystemthefluidpromotespaddle

7、powertorechar—1管道机器人国内外技术现状geslithiumbatteriestocompletefunctionofrobotself—propelled；Robotcommunicationssystema—国外管道检测机器人技术在9O年代初得到了迅猛发展并接近于应用水平。日本东京工业大学航doptsthatfiber—opticconveysvideoimagesand空机械系ShigeoHirose和HidetakaOhno等于收稿日期：2012—05—22基金项目：国家自然科学基金资助项目(61071

8、001)；西安科技局科1993年开始研究管道机器人，先后研制成功适用于技计划项目(CXYIOI4)；陕西省教育厅科学研究计划项目(12JKll11)50mm管道的Thes一工、Thes一Ⅱ型管道机器人和《机械与电子)2012(9)·77·人目前的移动机构主要形式有：轮式、履带式、腿足式、B