1、项目研究概述
    管道管内机器人利用机器车携带摄像头、照明装置、内定位装置、涡流传感器在煤气管道内前进，对管道内壁的厚度及堵塞情况进行探测，并将探测到的数据和图像通过电缆传回地面控制站，由地面控制站进行处理后再由计算机模拟显示出管道壁厚、是否有裂纹、具体位置及管内堵塞情况。本项目的开发将改变传统的管道的检测，填补国内外实用型管道内部探测机器人的空白，其次，消除由于管道泄漏而产生的不安全隐患，大量减少在役煤气管道的提前报废，沿长在役管道的寿命，为国家节约了大量资金。
    检测系统总体上包括机动控制站、管道机器人系统、传输系统三部份，具体由管道机器人、光缆通信及转换装置、收放线装置、管道机器人控制器及数据处理系统、照明装置、CCD成像装置、壁厚无损检测装置组成。机动控制站与管道机器人系统之间的通信及管道机器人系统的供能分别通过收放线装置、光缆、光/电转换器、电/光转换器、信号转换器，集流环、电缆来实现。管道机器人采用6轮驱动方案，通过相应的机构，6个橡胶驱动轮不仅可实现管道机器人系统的驱动运动，而且可实现管道机器人系统相对管道内壁压紧力的改变，从而改变管道机器人系统的驱动力，压紧力的大小通过压力传感器实时检测。管道机器人系统采用嵌入式计算机系统进行控制，管道机器人系统成像功能模块的照明装置采用圆环形日光灯管实现，电磁式无气隙漏磁检测装置实现对被测管道壁厚的检测。
    通过该项目的研究，研制成适于管道管内自动探测和维护的管道机器人系统，并取得了预期的研究成果，将为在役和新建油气管道的自动无损探查、维护提供新的设备和方法，具体包括：
    （1）实现对油气管道管内有机物的堵塞状况的实时监控。
    （2）实现对油气管道管内壁腐蚀状况的实时监控。
    （3）实现对油气管道管壁壁厚的实时监控。
    （4）实现对油气管道管管内缺陷的实时监控。
2、项目研究所获得的支持
    国家863计划项目：油气管道管内自动探测机器人系统的研制（项目编号：2002AA422110）；
    云南省省院省校合作基金项目：管道机器人系统研究（项目编号：2001KABAA00A025）；
    上海市重点科技攻关项目：油、气管道机器人实时探测系统关键技术及其实用化研究（项目编号：021111117）。
    以具有弯管、变径管、“T”型管道等复杂情况的煤气管道为应用环境，结合项目中为云南省昆明市煤气公司煤气管道主干线的检测研制开发煤气管道机器人的需要，对煤气管道检测机器人的管内运动方式、本体结构设计、运动力学分析、运动控制和导航等问题进行系统研究。为解决复杂煤气管道环境下的管道检测机器人研究所面临的一些关键问题奠定了基础。
3、系统构成
    机器人采用拖缆作业方式，供能、控制、被测管道壁厚探测头检测数据、视频信号的传输通过特殊光缆实现，并由计算机在线实时进行相应处理，系统构成简图如图1所示。

图1 管道检测机器人系统实施方案略图