近年我国陆续出台很多相关文件，要求加大对地下管网检查维护改造的力度，保障人民群众安全和环境保护。国家"十三五"规划指出，城市道路病害、城市内涝、城市黑臭水体治理、城市双修等以国家层面提出的城市公共服务对地下管线，集中力量加快灾后水利薄弱环节和涝灾严重城市排水防涝能力建设，是补上民生短板、保护生态的重要举措。管线服务已从管线探测保障城市的规划、建设、管理，进化到以安全、生态、环保、绿色、发展等为主题的城市治理。由于地下情况复杂，权属分散，因此相当部分的管道并非规格一致、尺寸标准。另外，许多企业也建有各种输送管道，根据不同需要变径现象、分岔现象层出不穷，为保证这些管道的正常运营发挥正常功能，需要定期对管道进行检测维护及内部施工。由于工作环境的限制，人员无法直接对管道进行内部施工，这样就极大促进了管道机器人产品的研发和使用。我国城市地下管网存在雨污合排、管道老旧、种类数量繁多的特点。

            本项目研究一种可变径管道机器人，适合在多种管道内径、直角转弯、T型管道下工作的机器人，使得管道能正常工作，调高管道安全性。

我们研制的六轮式可变径管道机器人采用六轮电机驱动，无轨化运动方式，适用于各类复杂形态管道。前后搭载210万像素摄像头与TOF+RGB传感器，光学倍数20X，数字倍数12X，自动对焦，智能CCTV实现实时管道内检测、探伤，机器人操作支持后台电脑控制和手柄控制。

    六轮式可变径管道机器人，通过采用六维传感技术的六独立轮式结构、力变环控制恒定驱动技术、TOF+RGB三维测量技术，实现了各轮腿可单独变径调节，使机器人更加灵活、可适应复杂管径，实现对管道直径尺寸精细化测量测绘，解决各种复杂环境下的作业要求。

国内行业发展现状

国内在管道机器人方面的研究起步较晚。哈尔滨工业大学的邓宗全教授最先研究轮式行走的管道机器人，主要用于大口径管道的自动化检测。上海大学最先研制了细小工业管道机器人的移动探测器及集成系统可实现20毫米管道内探测。北京顺义区最近投入使用的智能管道机器人不仅可以自动报警与定位还可以进行监测，提高了有限空间作业以及安全保障能力，效率也大大的提高。

但是目前市场上的管道机器人多以双排轮式为主，而双排轮式机器人存在如下缺点：（1）不具备变径能力，需要根据管道的直径更换相对应的机器人，使用成本高；（2）无法在倾斜角度大甚至竖直的管道内行走，无法自转弯或90度转弯；（3）自动一体化程度不高，无法满足单一机体多项操作模式的应用需求。

不同的管径需要选择不同尺寸的机器人，这不但造成投入过大资源浪费，而且带来使用上的繁琐，降低效率。

 国外行业发展现状

国外管道机器人研究起步较早，1978年法国的J1VERTUT最早提出轮式管道机器人的行走机构模型。日本东京工业大学早在1993年开始研究管道机器人.他们成功研制出适用微小管道的机器人。2001年纽约煤气集团和卡内基梅隆大学机器人学院研制出了无缆式长距离的管道机器人，这种管道机器人能够检测地下煤气管道的状况。加拿大最先成功制造出完整的双履带式管内机器人系统履带采用刚性支承结构其结构连接紧凑刚性好。但这种刚性支承的履带在行走过程中会使两个履带之间的夹角无法改变，因此只适用于管径没有变化的普通作业场合。

我们研制的管道机器人不但可以完成目前市面上的管道机器人产品的检测任务，并且还可以在更复杂的环境下作业。

创新点：

    （1）我们的机器人可适应更小管径，强牵引力，动力强，速度快，爬坡能力强。

    （2）力传感闭环控制，实时反馈，越障能力强，可垂直90度爬升。解决了目前管道机器人灵活性差且对弯管和支岔管的通过性不佳问题。

    （3）三维识别范围大，覆盖识别距离范围宽，深度数据精度高，传感器体积小、易装配。

技术路线：

问题的提出——>国内外相关研究文献的综述——>明确管道机器人的相关理论和特征——>应变管道内径、管道类型的SWOT分析——>变径管道机器人                           

管道机器人的变径与视觉传输方案选择——>变径管道机器人架构方案评估——>对策与建议——>研究结论。

拟解决的问题:

                              (1)解决目前管道尺寸不一，机器人无法灵活变径的问题。

       （2）目前市面价格昂贵且功能单一，我们的机器人具有价格优势且功能丰富

                            （3）解决可在倾斜角度大甚至竖直的管道内行走，完成自转弯或90度转弯的问题

                     （4）实现自动一体化程度高，满足单一机体多项操作模式的应用需求。

预期成果：实物、专利

立项前：文献研究、多种管道现场调查

立项后第1个月：管道机器人的相关文献资料研究，管道的内径和管道类型的分析。

立项后第2个月：变径技术与视觉传输方案调研与评估，形成可实施的、实用检测方案。

立项后第3个月~第4个月：机器人研制、视觉传输终端研制

立项后第5个月：

       外协加工

   立项后第6个月：

       硬件、软件联合调试。

   立项后第7个月：

       制定实验技术方案，在多种类型的管道中实验，测试设备的可实施性和视觉传输性能。

立项后第8个月：

       编写实验报告、技术资料，小批量试制。

   立项后第9个月：

       抽样测试，现场试用，提交专利等。