從(cong) 清華大學獲悉，近日，清華大學機械係現代機構學與(yu) 機器人化裝備實驗室研發了一種可在亞(ya) 厘米級管道中高效運動的管道探測機器人，填補了當前細微管道檢修探測設備的短缺，有望在航空發動機管路檢修等領域發揮作用。

　　在航空發動機和煉油機等複雜係統中，有大量用於(yu) 輸送水、氣體(ti) 和油的管道。通常，這些管道具有各種直徑、變化的曲率，並覆蓋較長的距離。為(wei) 確保它們(men) 處於(yu) 良好的工作狀態，需要定期從(cong) 外部和內(nei) 部進行管道檢修。目前已開發的各種管道巡檢機器人包括輪式、腿足式、履帶式等運動機構，多采用電磁電機驅動，適用於(yu) 大口徑管道的檢測。當涉及到直徑小於(yu) 一厘米的微細管道時，機器人的尺寸很難按比例縮小。

　　本項工作提出了一種智能材料驅動的微型管道檢測機器人。這個(ge) 重量隻有2.2克、長度47毫米、直徑不到10毫米的“小家夥(huo) ”，可以適應亞(ya) 厘米直徑和變化曲率的複雜管道。機器人采用高功率密度、長壽命的介電彈性體(ti) 致動器作為(wei) 人造肌肉，采用基於(yu) 智能複合微結構的高效錨固單元作為(wei) 傳(chuan) 動裝置，使用具有可調節數目的磁單元來快速組裝機器人，以適應不同管道的複雜幾何形狀。

　　研究組介紹，該項工作通過考慮軟材料的獨特特性來分析機器人的動態特性，並相應地調整驅動電壓的頻率和相位，以優(you) 化機器人的運動速度。這個(ge) 基於(yu) 高頻蠕動運動原理的管道機器人由外部的纜線來提供動力，在亞(ya) 厘米大小的管道中實現了水平和垂直快速運動。此外，它能夠在不同幾何形狀的管道（變徑管、L形管、S形管、螺旋形管等）、不同的填充介質（空氣、油等）和不同材質（玻璃、金屬、碳纖維等）的管道中高速行進。為(wei) 了驗證其管道檢測能力，機器人正麵安裝了一個(ge) 微型攝像頭，從(cong) 外部控製該機器人，機器人以不同的速度成功完成了一組管道巡檢任務演示。

　　該成果以“用於(yu) 亞(ya) 厘米級管狀環境導航的管道檢測機器人”為(wei) 題發表在《科學·機器人》上。

　　　　記者鄧暉