隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)、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(yùn)輸便已應(yīng)用在各行各業(yè)的公共設(shè)施中，比如生活水暖供應(yīng)、石油運(yùn)輸、天然氣輸送、污水排放等領(lǐng)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(fèi)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(luò)輸送的同時，經(jīng)常會發(fā)生一些不良反應(yīng)，再加上管道自身存在的內(nèi)部弊端，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)效率大大降低。
由于對管道未及時清理，導(dǎo)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(yán)重影響生產(chǎn)。不僅如此，許多時候在運(yùn)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(jìn)行維護(hù)，這樣產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。
     隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，管道輸送因其便捷性、經(jīng)濟(jì)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(jī)器人代替人工清理管道逐漸受到關(guān)注。機(jī)器人的發(fā)展已成為近年來的研究熱點(diǎn)，特別是管道機(jī)器人流程自動化（RPA）?，F(xiàn)階段的機(jī)器人分地面、水下、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)、娛樂等領(lǐng)域。一個智能機(jī)器人應(yīng)該具有感知環(huán)境的能力、執(zhí)行某種任務(wù)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(jī)器人不僅可以模擬人類，還可以利用和融合現(xiàn)有技術(shù)，逐漸涉及更多的領(lǐng)域，發(fā)展前景廣闊。

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

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

（2）共軸反轉(zhuǎn)螺旋式機(jī)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(hù)工作；對埋于地下的舊管道的修復(fù)；管道內(nèi)外器材運(yùn)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(shù)的支持下，通過APP來控制管道機(jī)器人的運(yùn)作，可以根據(jù)外界的環(huán)境實(shí)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(shù)：管道清理機(jī)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(jī)帶動柔性軸使得各部分向相反方向旋轉(zhuǎn)前進(jìn)。每個小輪與支撐腿軸線成一定角度，機(jī)體兩部分上的小輪軸線與機(jī)體軸線的夾角相反，兩部分機(jī)體反轉(zhuǎn)，則兩部分機(jī)體上小輪的運(yùn)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(jī)器人行進(jìn)的動力。

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

（6）雙排可伸縮支撐腿：機(jī)器人在管道內(nèi)螺旋行進(jìn)，為保持它在管道中的姿態(tài)和行進(jìn)穩(wěn)定性，在機(jī)器人的每個板體上安裝三個支撐腿，避免機(jī)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(jī)體上滾輪攻角相反，在兩機(jī)體反轉(zhuǎn)條件下產(chǎn)生同向的軸向摩擦分力以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人行進(jìn)，這加大了機(jī)器人在管道里的附著力，使其爬行與越障能力明顯增強(qiáng)。

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