管道机器人结构优化设计的研究现状和参考文献

机器人代替人类工作，已经是大势所趋，德国搞的“工业4.0”中国的“中国制造2025”都在大力发展智能化制造，以用机器解放人力，致力于机器人的研究。机器人种类繁多，各种机器人完成着不同的工作，管道机器人作为重要的一块也越来越被世界重视，国外开始研究管道机器人较早，上世纪70年代，美国，俄罗斯，日本，德国，法国等发达国家，因管道运输的产生和发展，管道机器人的研究也应运而生。发展到今天的各种有缆式、无缆式，轮式、履带式、蠕动式、爬行式。各种各样的管道机器人针对各种环境被研究出来，被应用于包装领域，石油工业，城市排水系统，医疗领域等等。美国公司研究的MagSteer智能爬行系列，日本东芝公司1997年研制的轮式管内移动机器人，还有西门子公司的脚式推压管道机器人，美国卡内基梅隆大学等几所大学也提出仿生物学管道攀爬机器人，美国麻省理工学院开发了能顺着窗梁自动攀爬的机器人，日本东京大学也研制出一种能在管道上攀爬的机器人，国外对管式机器人的研究已经是非常成熟和先进的。

国内在管道机器人的研究起步较晚，哈尔滨工业大学最先研究了轮式行走机器人，上海大学也研制了细小管道机器人的移动探测器及集成系统，清华大学，上海交通大学，北京科技大学等也都有对机器人的研究成果。经过国内外学者多年以来的悉心探索，使管道机器人已经形成了较为成熟的体系，并且在实际的应用中也取得了预计的成果，特别是在清理、焊接、修补、检测等方向，但也是针对于管径大的管道。而对于管径小的管道，管道机器人还有许多要解决的问题，例如如何限制空间的机构结构设计，能源供给方式，提供较大的去污力，管内外信号传递，电缆因重力原因损耗严重，过弯困难等。而国外发达国家对于技术封锁，国内研究相对落后，也为国内的管道机器人研究造成了不小的困难。总体看来，国内外已经在管内作业机器人领域取得了大量的成果，主要应用在管道检测、维修及空调通风管道的清洗等方面。但是国内部分管道公司购买的国外技术，用法单一，只能用于某种型号或者某种管道，未将机器人做成个系列，用途过于狭窄，应用效果十分不理想。不过国内许多管道检测公司也开始着手这方面的研究，如中国石油新疆油田分公司与长输管道检测评价中心联合开发了Φ377mm漏磁通智能检测仪，以生产投入使用，虽然在某些方面不够完善，但毕竟填补了国内的管道内检测技术的空白，为国内管道检测技术奠定了基础，我相信，在不就得将来，通过一代又一代研究学者的努力，中国在机器人方面一定会追赶上发达国家的脚步。