1. 研究目的与意义
自从第一台工业机器人问世以来，机器人的应用领域已经从汽车行业逐渐向其它行业渗透，本课题源于生产实际需求，设计一台用于外管道检测的机器人，需要进行机器人的总体方案设计、控制方案设计以及零部件设计。通过本次设计，其意义在于综合学生四年所学知识，锻炼学生运用所学知识的能力，为今后从事相关工作打好基础。主要工作包括：完成管道检测作业机器人功能设计与总体方案设计；完成管道检测作业机器人总体布局、结构设计计算与行走方式确定；完成传感检测系统方案、传感器选型与检测功能布置设计。
2. 国内外研究现状分析
管道检测机器人是一种可沿管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。主要类型的管道检测机器人有车轮式管道检测作业机器人、履带式管道检测作业机器人、蠕动式机构、步行机构等。 目前，用于管道检测、探伤、维护等用途的机器人试验样机及商业化产品的种类和数量不断增加。美国、英国、日本等国家的管道检测机器人技术处于世界领先地位，其中又以日本的管道检测机器人总体技术水平和研究成果格外引人注目。 而国内在管道机器人方面的研究起步较晚, 而且多数停留在实验室阶段，且国外机器人昂贵的价格不能为现阶段的中国国情所接受，换句话说，中国目前大部分管道检测单位还承担不起这笔高昂的费用。 随着现代科学技术的进步，机器人检测技术有望在以下几个方面取得进一步发展：将定位轮的纯机械传动与现有的光、电技术相结合，势必提高内定位的精度、减少对外定位的依赖；利用现今机器人的一些行走技术，增添检测机器人的自我行走机构，可大大提高机器人的机动性能。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：1、技术指标：（a）自适应管道直径为130-150mm，驱动力＞800N；（b）在管道外的移动速度大于10cm/s；（c）能够搭载微型CCD和无损检测传感器对管道内的裂纹和腐蚀缺陷等进行检测与修补作业。2、完成总体方案设计、总体布局和结构确定，行走机构原理设计、控制电机选型等。3、要求具有电缆控制和遥控两种功能。完成传感检测原理与检测作业功能装置设计与控制系统方案。
研究计划：1．设计准备阶段 2周（3.1 ～3.14） 2．管道检测作业机器人功能设计与总体方案设计 2周（3.15～3.28）3．管道检测作业机器人总体布局、结构设计计算与行走方式确定 2周（3.29～4.11） 4．传感检测系统方案、传感器选型与检测功能布置设计 2周（4.12～5.25）5. 三维装配图的设计和主要零部件二维工程图的绘制 3周（5.26～5.16）5．整理相关资料,撰写设计说明书 3周（5.17～6.6 ）6．准备答辩讲稿、进行答辩 1周（6.7 ～6.15）
4. 研究创新点
（1）驱动轮具有适应管径变化的能力，即变径能力，包括2.5 ％的微观变径基本不影响驱动性能; 输出驱动力能够拖动检测系统全部组成单元。（2）环境适应能力强。外管道检测作业机器人能够在不同的环境中工作，适应各种突发事件。
