一种流体驱动式管道检测机器人的结构设计与优化

摘要：

为解决某一小口径服役中的长输管道漏点的定位问题,设计了一款以柔性材料制作塑封层的流体驱动式管道检测机器人.通过流压及管道内径变化判断并定位漏点,分析了推动机器人所需的压差与检测速度的关系,以最小压差为条件,提出一种基于确定流体密度的流体驱动式管道检测机器人结构设计.分析了管道对机器人的挤压力为除流体本身外的最大压差来源,对摩擦因数进行了测定,并通过仿真实验得到了机器人受到的压力.以此为条件,基于响应面法对机器人进行优化设计.在经过优化设计后,机器人在管道中受到的最大挤压力与机器人前后压差均减小了98.42％,平均速度提升了7.1％.实验结果表明:机器人在此长输管道中可完全实现悬浮态的平衡,从而最大程度地降低摩擦的影响,提高检测速度,缩短检测所需时间.使用双层锥角支撑设计塑封层的外部结构,可以使机器人在较小压差作用下前进,并对管道中的漏点进行检测.

关键词：管道机器人、管道检测、优化设计、响应面法

所属期刊栏目：37

分类号：TH69(专用机械与设备)

资助基金：国家自然科学基金51575528

在线出版日期：2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：322-329