隨著城市化進程的不斷推進、城市人口的持續(xù)增加，地下管道的使用逐漸增多。從70年代開始，管道運輸便已應用在各行各業(yè)的公共設施中，比如生活水暖供應、石油運輸、天然氣輸送、污水排放等領域。管道中長期堆積塵埃和污染物，在傳統(tǒng)的人工清理與檢測方式下，管道的檢測會耗費巨大的財力、時間；而且各種液體和氣體物質(zhì)在管道網(wǎng)絡輸送的同時，經(jīng)常會發(fā)生一些不良反應，再加上管道自身存在的內(nèi)部弊端，導致工業(yè)生產(chǎn)效率大大降低。
由于對管道未及時清理，導致利用管道傳輸?shù)囊后w出現(xiàn)雜質(zhì)，長期下來便會出現(xiàn)雜質(zhì)積聚現(xiàn)象，尤其是像碳酸鹽或硝酸鹽之類的硬垢的積聚會引起管道傳輸出現(xiàn)不暢和堵塞的情況，嚴重影響生產(chǎn)。不僅如此，許多時候在運輸過程中管道會突然出現(xiàn)損壞及物質(zhì)泄漏等事故，這時便需要結(jié)束工作流程并安排專業(yè)人士進行維護，這樣產(chǎn)生的經(jīng)濟損失是巨大的。
     隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，管道輸送因其便捷性、經(jīng)濟性得到廣泛使用，流體仍然主要依賴于管道輸送。管道線路的及時清理對國家資源的防范性及有效性都起到較大作用，而以智能機器人代替人工清理管道逐漸受到關注。機器人的發(fā)展已成為近年來的研究熱點，特別是管道機器人流程自動化（RPA）?，F(xiàn)階段的機器人分地面、水下、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務、娛樂等領域。一個智能機器人應該具有感知環(huán)境的能力、執(zhí)行某種任務和對環(huán)境施加影響的能力、感知與行動結(jié)合起來的能力。目前擁有RPA的機器人不僅可以模擬人類，還可以利用和融合現(xiàn)有技術，逐漸涉及更多的領域，發(fā)展前景廣闊。

智能的管道機器人是通過機器控制機器人去檢測并清理管道的一種新型機器人。以共軸反轉(zhuǎn)螺旋式的機器人為例，介紹了智能管道清理機器人的相關技術。

（1）工廠云智能制造信息系統(tǒng)：通過導入深化設計數(shù)據(jù)，利用RFID、二維碼等物聯(lián)網(wǎng)技術，將地下管道的布局導入系統(tǒng)中，應用物聯(lián)網(wǎng)手段準確定位，遠程無線智能控制管道機器人的不同行進動作，完成相應作業(yè)。

（2）共軸反轉(zhuǎn)螺旋式機器人基本可覆蓋的管道作業(yè)有： 生產(chǎn)、安裝過程中的管內(nèi)外質(zhì)量檢測；使用過程中焊縫情況、表面腐蝕、裂縫破裂等故障診斷；惡劣環(huán)境下管道清掃、噴涂、焊接、內(nèi)部拋光等維護工作；對埋于地下的舊管道的修復；管道內(nèi)外器材運送、搶救等其他用途。
（3）智能化：在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術的支持下，通過APP來控制管道機器人的運作，可以根據(jù)外界的環(huán)境實時地處理遇到的情況，是硬件與軟件的充分結(jié)合。
（4)螺旋技術：管道清理機器人分為前后兩部分，它們通過空心柔性軸的共軸線連接在一起；每部分都有一圈均布的3個徑向支撐腿，在每個支撐腿的頂端各有一個小輪可以在管道內(nèi)滾動，并利用電機帶動柔性軸使得各部分向相反方向旋轉(zhuǎn)前進。每個小輪與支撐腿軸線成一定角度，機體兩部分上的小輪軸線與機體軸線的夾角相反，兩部分機體反轉(zhuǎn)，則兩部分機體上小輪的運動軌跡為旋向相反的螺旋線。每個小輪與管道內(nèi)壁的軸向摩擦分力方向相同，每個小塊的軸向摩擦分力的合力就成了驅(qū)動機器人行進的動力。

（5）空心柔性軸連接：機器人兩部分機體用空心柔性軸連接，使其能在一定曲率的彎管道里行進，擴大了適用范圍，提高了穩(wěn)定性；機器人可以更好地在管道中前進和作業(yè)。

（6）雙排可伸縮支撐腿：機器人在管道內(nèi)螺旋行進，為保持它在管道中的姿態(tài)和行進穩(wěn)定性，在機器人的每個板體上安裝三個支撐腿，避免機器人出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，支撐腿端部裝有與管道母線成一定角度的滾輪；兩部分機體上滾輪攻角相反，在兩機體反轉(zhuǎn)條件下產(chǎn)生同向的軸向摩擦分力以實現(xiàn)機器人行進，這加大了機器人在管道里的附著力，使其爬行與越障能力明顯增強。

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