管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下， 进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。 近几十年，随着自动化技术的极大进步和国民物质生活水平显著提高， 各行各业的发展更多地依赖于物料输送。特别地，管道输送凭借着输送量大、 方便快捷、 低成本等优势， 在国民经济中占有越来越大的比重， 已广泛应用于石油、 化工、 能源、 食品加工、 城市供排水、 农业灌溉、 核工业等领域。但由于受到输送介质的化学性腐蚀、 不可抗力的自然灾害以及自身缺陷的影响， 极有可能发生输送物泄露导致的， 如环境污染、 易燃物爆炸、 能源浪费等严重事故。所以需要定期对管道内部进行检查、 维护和清洁保养。传统管道检测都是由相关人员实施， 工作量大， 效率低下。而且有些管道位置人员无法到达实施监测，比如输送有毒化学品或内部结构复杂狭小的管道。由此，管道机器人应运而生。管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、 携带一种或多种传感器及操作机械， 在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、 电、 仪一体化系统。依靠快速运动、 灵活操纵、 准确判断和低成本等优点，管道检测机器人已成为当下国内外研究的热点。 国内外管道机器人的最新研究成果 传统机器人在面对垂直、 微小、 复杂管道时， 存在诸多实际困难， 如通行性差、 稳定性弱、 牵引力小等。为此，世界各国研究学者根据不同类型的管道机器人性能特征， 在机械结构、 行走方式、 驱动能力等方面， 开发设计出很多改良型专用机器人。 1、针对管道变径问题开发的专用型管道机器人 韩国大邱庆北科技学院开发了一种履带式压壁型管道机器人， 可应用于管道清洁、 检测作业 。该机器人采用一种改进的剪刀梁式升降机构， 由气缸驱动。履带可以沿着管道径向移动来适应不同的管道内经，同时行进过程中又能够获得最小的扭力和最大的牵引力。适用的管道变径范围为 600~800 mm， 负载能力为 20 kg，目前还处在开发和校准阶段， 未来目标是投向工业清洁领域。该设计充分发挥了履带式机器人优秀的越障能力，而压壁式机械结构又保证了机器人在变径管道内有足够的支撑能力来维持移动的稳定性。但是利用气缸驱动，对气源供给提出了要求。无论是拖带气管还是自备气泵，都限制了机器人在管道内的灵活移动。仅适用于某些特殊管况，通用性不高。 2、针对垂直管道问题开发的专用型管道机器人 马来西亚国家能源大学开发了一种电磁吸附式车轮型管道机器人，可应用于小型管道内的检测作业。该机器人采用电磁吸附原理来保证对垂直管道的适应性。工作原理是在由导磁合金制成的车轮轮缘内嵌入磁盘， 电机通过同步带驱动车轮滚动。其中磁盘由高强度永磁材料( NdFeB) 制成。经力学分析，强大的磁吸力足以支撑携带检测设备的机器人在导磁管道内稳定运行， 无论是垂直面还是倾斜面。同时也具备良好的越障能力和移动性。其适用的管道变径范围为 80~180 mm。 3、针对复杂管道问题开发的专用型管道机器人 日本神奈川大学研发了一种新式螺旋驱动型管道机器人，可应用于复杂管道内的检测作业 。该机器人本体与传统螺旋驱动机器人相类似。创新点为增加了连接单元，可以连接两个以上的机器人本体组成一个系统。其中，连接单元包括三个伺服电机。一个电机用于改变本体运行方向， 同时另两台电机用于弯曲机器人本体。组合机器人可在复杂管道内行进。 目前国内外管道机器人的研究还处在发展改进阶段， 距离成熟的市场化应用还存在一定距离。大多数开发出的管道机器人仅适用于特定的作业环境，通用性不强，但随着技术的不断发展，管道机器人有望替代现有的管道检测设备，大幅提高管道检测的准确性和发现隐患的及时性。(赵德银)

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