摘要：為解決某一小口徑服役中的長輸管道漏點的定位問題,設計了一款以柔性材料制作塑封層的流體驅動式管道檢測機器人。通過流壓及管道內徑變化判斷并定位漏點,分析了推動機器人所需的壓差與檢測速度的關系,以最小壓差為條件,提出一種基于確定流體密度的流體驅動式管道檢測機器人結構設計。分析了管道對機器人的擠壓力為除流體本身外的壓差來源,對摩擦因數進行了測定,并通過仿真實驗得到了機器人受到的壓力。以此為條件,基于響應面法對機器人進行優化設計。在經過優化設計后,機器人在管道中受到的擠壓力與機器人前后壓差均減小了98.42%,平均速度提升了7.1%。實驗結果表明:機器人在此長輸管道中可完全實現懸浮態的平衡,從而程度地降低摩擦的影響,提高檢測速度,縮短檢測所需時間。使用雙層錐角支撐設計塑封層的外部結構,可以使機器人在較小壓差作用下前進,并對管道中的漏點進行檢測。

關鍵詞： 管道機器人 管道檢測 優化設計 響應面法