在许多工厂,管道是工业效率和最终生产效率所依赖的重要基础,即使是微小的破损,也会对生产造成很大的干扰。企业往往采用工作人员手动监测管道,这种方法既耗费人力,又有潜在的危险性,尤其是当管道中携带有危险化学品时。因此,开发能够代替承担这种危险任务的机器人,已经成为一个重要的研究领域。
2021年1月7日,天津大学的研究人员3D打印出了一种可定制的模块式软体机器人,它能够在工业设施的管道上爬行,并进行检查和实时监控。这个机器人设备具有一系列软弯曲机制和模块化抓手,能够灵活地攀爬奇形怪状的设施。
目前,虽然产生了一系列的机器人解决方案,但它们往往是内侧或外侧的管道攀爬装置,而不是两者兼而有之。更重要的是,前者需要封闭运输网络才能工作,而对于埋在地下的管道,从外部维护是无法避免的。为了最大限度地提高机器人的灵活性,科学家们设计了一个一体式的软性弯曲机构,能够承受高水平的变形。使用CAD软件来创建装置,并使团队能够随意添加模块或调整抓手的直径。
机器人的布局包括一个中间部分,两端有夹持器,以及三根进气管,可以按需控制和施加压力。通过交替给设备的抓手加压和减压,机器人能够进行 "攀爬 "运动,尽管是在他们的直接控制下。
在测试过程中,该机器人显示出85 Nmm的扭矩输出,足以以14 mm p / s的速度爬升直径16-38 mm的管道。该设备还能够按45°和90°的角度缩放丙烯酸网络,这可能使其成为检查难以导航的倾斜管道的理想选择。鉴于他们的机器人被证明能够在内部和外部进行攀爬,并可以在纵向或横向旋转,该团队认为这是对现有设计的升级。将来,科学家打算将传感器集成到他们的设备中,使其成为一种自主的管道维护解决方案。
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