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20世紀(jì)70年代，石油、化工、天然氣和核工業(yè)的發(fā)展以及對管道維護的需求刺激了管道中機器人的研究。人們普遍認(rèn)為，法國j.vr'ertut是研究在線機器人理論和原型的第一人。1978年，他提出了iprivo，一種輪式步行機構(gòu)模型。20世紀(jì)80年代，日本的閩南福田、細(xì)繩英石、岡田拓吉、崔正興、金格福田等充分利用法國、美國等國的研究成果和現(xiàn)代技術(shù)，研制出各種結(jié)構(gòu)的管道機器人、管道內(nèi)窺鏡。

我國管道內(nèi)窺鏡技術(shù)的研究已有20多年的歷史。哈爾濱工業(yè)大學(xué)、沈陽自動化研究所、中國科學(xué)院、上海交通大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、北京石油化工學(xué)院、天津大學(xué)、太原理工大學(xué)、大慶石油管理局、勝利油田、中原油田等都在這一領(lǐng)域進行了研究。

對于管道爬行機器人的研究，過去對多輪支撐結(jié)構(gòu)的研究很多，因此傳統(tǒng)的輪式移動機器人直接用于圓形管道的檢測和維護。當(dāng)空間多輪管道機器人的車輪與墻壁接觸時，接觸點與車輪中心之間的連接線的方向為圓柱半徑的方向，車輪的方向與圓柱母線平行。這是管道表面上單輪上部位置的特例。當(dāng)輪式移動機器人在管道中運行時，由于管道尺寸、彎頭、“t”形接頭等原因，輪式移動機器人在管道中的每個輪子的位置和姿態(tài)都是不可預(yù)測的。輪子的軸方向不能垂直于管道的半徑。因此，有必要分析管道表面在純滾動和無側(cè)滑條件下的單輪運動特性。對于輪式機器人在上海實際應(yīng)用中遇到的彎曲，以及不規(guī)則的直線運動，由于缺乏內(nèi)耗驅(qū)動力、壁的變形以及機器人本身的誤差，機器人在管道中偏離了正確的姿態(tài)，甚至發(fā)生翻車和堵塞。國內(nèi)外研究人員主要從結(jié)構(gòu)方面解決這一問題，采用差分和柔性連接，但這會使結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，增加成本。

目前，對單輪和輪式管道機器人 的運動學(xué)特性和控制理論分析較少，因此有必要建立一套輪式管道爬行機器人的運動學(xué)理論。

一個小水箱形狀的管道爬行機器人爬進排水管，并攜帶一個高清攝像機鏡頭。像醫(yī)生一樣，它實時監(jiān)控、記錄、視頻播放和圖像捕捉管道中的情況，并檢查舊管道是否存在變形、斷裂、泄漏、錯位等結(jié)構(gòu)缺陷，以及堵塞和堵塞。一旦發(fā)現(xiàn)問題，測試人員可以操作計算機拍攝缺陷的360度膠片并進行標(biāo)記，從而為以后維護“對癥下藥”提供依據(jù)。

過去，下水道檢查主要依靠手電筒和竹竿。檢查員需要進入狹窄和污染的管道，冒著人身傷害的風(fēng)險工作，檢查員無法到達(dá)的地方成為檢查盲區(qū)?，F(xiàn)在，隨著“機器人”的任命，即管道內(nèi)窺鏡，這些社會問題可以很容易地解決?！斑@種機器人可以正確定位缺陷，讓我們完成定點維修，不僅保證了操作人員的安全，還大大減少了挖掘管道的人力、物力和財力，提高了作業(yè)效率，減少了對道路交通的影響?！?/span>

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