然而，火炮身管的检测不同于一般的工件检测，具有一定的特殊性，主要表现有[ ]：

1) 身管内部空间狭长、黑暗，难以直接观察内部状况；

2) 炮管内不易设置测量探头，测量仪调整不方便；

3) 测量精度要求高，且需要无损检测，避免对炮管造成次生损伤。

由于火炮身管检测环境的特殊性，常规的方法难以实现火炮身管内膛参数的高精度检测。目前的炮膛检测仪器主要有光学窥膛镜[ ]，由于其检测是用人眼通过光学望远系统对炮膛内情况进行观察，不仅自动化程度低，客观性差，而且测量误差大。因此，研制开发火炮膛线内径自动检测系统及产品，就成为当前一项很重要的课题，引起了国内外炮厂和兵器研究部的高度重视。

1.2   管道检测机器人研究现状

1.2.1   管道机器人系统的组成

1.2.2   管道机器人的技术展望

1.3   研究内容及总体设计方案

1.3.1   主要研究内容

本课题针对火炮身管内径的自动测量展开，以获取身管内径尺寸沿轴线的分布情况，另外对于膛线火炮要分别测量其身管阴线和阳线的直径尺寸。通过设计一个自动检测系统，实现对身管全长的内径自动精确检测，为炮管的工作状态分析、寿命预测等提供实际的数据支持。本论文将以125mm滑膛炮管为例子，重点研究检测系统开发中爬机装置的结构设计，以及对爬机装置的机身结构设计进行可行性分析。

1.3.2   总体设计方案

本测量系统采用接触式测量方法来实现火炮身管内径的获取。利用管道机器人技术，由具有自主行进能力的爬行机构搭载着传感器在管内进行自动检测。由计算机在管外进行爬机的运动控制、传感器检测的控制、数据的采集和处理等。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

在设计该管道检测系统时有几个关键性问题需要重点考虑：

1) 系统组成的划分。由于管内空间有限，管内只保留必不可少的结构，在系统组成允许的情况下，应尽可能的将能在管外完成的功能分离到管外，使管内的爬行装置结构尽量简单，提高系统的总体可靠性和维护性。

2) 爬行装置的驱动机构设计。驱动方式在很大程度上决定了机器人的整个机械结构，然而由于身管内部空间狭窄，一般驱动机构的功能实现会受到限制。因此，需要设计出一种能适应管内运行环境、既能够提供较大牵引力，又快速灵活、可靠性高的机构，同时还要兼顾考虑检测方式和控制方案。

3) 电力、信号传输方式的选择。虽然火炮身管内部空间狭长，但都为直管道，没有弯道或者岔口等复杂结构，另外考虑到需要的电量比较大，本系统采用管外线缆供电方式和线缆通信方式。

4) 管径测量方式的选择。受限于目前落后的测量技术，只能通过传感器在管内进行接触式测量。另外，管径检测不能单纯的测量身管内径，还要同时进行轴向距离的测量，将内径与其所在位置联系起来，建立内径在身管全长的分布模型，才有实用意义。而轴向距离的测量可选用如激光测距等检测方式，使检测结构留在管外。

5) 控制方式的选择。为了减少检测过程的人为干预，减少误差，提高系统的可靠性，应尽量提高系统的自动化程度。通过计算机配合先进的控制方案，可实现检测过程的自动监控，使检测系统更智能。