清华大学研发微小型管道机器人实现亚厘米级管道高效探测

据记者清华大学了解，最近几天，清华大学机械系现代机械与机器人装备实验室研发出一种可在亚厘米级管道内高效移动的管道检测机器人，填补了目前管道精细维护检测设备的不足，有望在航空发动机管道维护等领域发挥作用。

在航空发动机，炼油厂等复杂系统中，有大量输送水，气，油的管道通常，这些管道具有不同的直径，不同的曲率，并且覆盖很长的距离为了确保它们处于良好的工作状态，有必要进行定期的外部和内部管道维护目前已开发出各种管道检测机器人，包括轮式，腿式，履带式等移动机构，多由电磁电机驱动，适用于大直径管道的检测当涉及到直径小于一厘米的微小管道时，很难缩小机器人的尺寸

本文提出了一种智能材料驱动的微型管道检测机器人这个仅重2.2g，长47mm，直径不到10mm的小家伙，可以适应亚厘米级直径，曲率变化的复杂管道该机器人采用高功率密度，长寿命的介电弹性体致动器作为人工肌肉，采用基于智能复合微结构的高效锚固单元作为传动装置，采用数量可调的磁性单元快速组装机器人，以适应不同管道的复杂几何形状

据研究小组介绍，这项工作通过考虑软材料的独特特性来分析机器人的动态特性，并相应地调整驱动电压的频率和相位，以优化机器人的移动速度基于高频蠕动原理，这种管道机器人由外部电缆提供动力，可以在亚厘米级管道内快速水平和垂直移动此外，它可以在不同几何形状，不同填充介质的管道中高速行进)和不同材料(玻璃，金属，碳纤维等)的管道).为了验证其管道检测能力，在机器人正面安装了微型摄像头，从外部控制机器人该机器人成功完成了一组不同速度的管道检测任务演示

该成果以亚厘米级管道环境导航的管道检测机器人为题发表在《科学机器人》上。