针对微小弯曲管道中障碍难以清除的问题,设计了适用于直径在(12~25)mm的微型管道柔性清障机器人,采用微型步进电机驱动与蠕动结构结合方式,实现机器人在微小管道中蠕动运动。在介绍管道机器人原理和结构基础上,对机器人进行了力学特性分析,其负载能力可达13.4N,并对前后柔性支撑结构进行了有限元分析,验证了柔性支撑结构的可靠性。以ADAMS对管道机器人进行虚拟样机建模和仿真,研究结果表明该机器人可通过内径为12mm的弯曲管道。

针对火力发电厂110MW冷凝器蒸汽回流回路等微型管道的检测和维护问题，研制了一种具备柔性传动能力的气压驱动微型管道机器人，设计了柔性动力传输系统，实现了机器人的驱动源外置和动力的柔性长距离传输。建立了微型管道机器人在直线管道、弯曲管道的运动学分析和驱动力分析模型，为驱动力外置提供了控制依据。在管径为70mm的复合管道的实验研究表明：该气压驱动微型管道机器人在柔性软轴的作用下，可以有效地获得来自外置动力源的驱动力，能够实现在具有任意曲率半径的微型管道内部行走。