新型可变形串联管道检测机器人

核心问题

油-气管道日常维护和检测中，传统轮式管道机器人难以适应复杂多变的管道形状及管径变化，导致检测作业受限，无法满足三维复杂管网检测需求。

解决方案

提出了一种具有自适应变形能力的模块化管道检测机器人RoboChain-Ⅰ，采用细胞启发的模块化仿生设计，具备灵活的关节冗余转动自由度，可根据管道形状及管径变化主动变形。单体模块采用双轮独立驱动，前后各设置一对俯仰、偏航作动机构，模块间由可被动伸缩的弹簧阻尼支撑结构或可控电磁吸附分离的刚性结构连接。同时，对机器人管道内运动受力进行建模，利用Adams实现其运动学仿真，验证模型设计参数选择。

竞争优势

RoboChain-Ⅰ提高了机器人在复杂管道中的通过能力和适应性，完成了地面、直管、弯管、变径管道及整机子母主动分离的通过实验，验证了其在175～440 mm管径范围内实现三维复杂管网检测作业的有效性和可靠性，最大运动速度达0.87 m/s（地面）与0.4 m/s（管内），展现出较高的检测效率和灵活性。