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天津大學研制出3D打印模塊式軟體機器人,可用于管道檢查

2021-01-12 17:46 來源:機械博覽 責編:覃子喻

摘要:
這個機器人設備具有一系列軟彎曲機制和模塊化抓手,能夠靈活地攀爬奇形怪狀的設施。管道斷裂往往會導致生產延誤,許多公司仍在手動檢查,因此這個機器人可能代表了一種新的、更有效的替代方案。

    【CPP114】訊:2021 年1月7日,天津大學的研究人員3D打印出了一種可定制的模塊式軟體機器人,它能夠在工業設施的管道上爬行,并進行檢查和實時監控。這個機器人設備具有一系列軟彎曲機制和模塊化抓手,能夠靈活地攀爬奇形怪狀的設施。管道斷裂往往會導致生產延誤,許多公司仍在手動檢查,因此這個機器人可能代表了一種新的、更有效的替代方案。



  在許多工廠中,管道是工業效率和最終生產效率所依賴的重要基礎。即使是微小的破損,也會對生產造成很大的干擾,因此,不斷地檢查管道是否有泄漏已經成為一些大型企業的必要條件。


  目前,工業企業往往采用工作人員手動監測管道,但這種方法既耗費人力,又有潛在的危險性,尤其是當管道中攜帶有危險化學品時。因此,開發能夠代替承擔這種危險任務的機器人,已經成為一個重要的研究領域。


  雖然之前的研究已經產生了一系列的機器人解決方案,但它們往往是內側或外側的管道攀爬裝置,而不是兩者兼而有之。更重要的是,前者需要封閉運輸網絡才能工作,而對于埋在地下的管道,從外部維護是無法避免的。不過,隨著近來軟性機器人技術的發展,制造復雜的設備變得更加容易。通過采用3D打印技術,天津大學團隊創建了一個優化的設備,能夠比以前更靈活地檢查管道。


  為了最大限度地提高機器人的靈活性,科學家們設計了一個一體式的軟性彎曲機構,能夠承受高水平的變形。使用CAD軟件來創建裝置,并使團隊能夠隨意添加模塊或調整抓手的直徑。機器人的布局包括一個中間部分,兩端有夾持器,以及三根進氣管,可以按需控制和施加壓力。通過交替給設備的抓手加壓和減壓,機器人能夠進行 "攀爬 "運動,盡管是在他們的直接控制下。


  在測試過程中,機器人展示了85N·mm的扭矩輸出,攀爬直徑為16-38mm的管道。機器人還能夠以45°和90°的角度縮放丙烯酸網絡,有可能成為檢查傾斜管道的理想選擇,因為這些管道可能難以航行。


   機器人能夠在內部和外部攀爬,并在縱向或橫向方向上旋轉。未來,科學家們打算將傳感器集成到他們的設備中,讓它成為一個自主的管道維護解決方案。


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