清华大学机械系研发微小型管道机器人,实现亚厘米级管道高效探测
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-19
最新 5 月 29 日消息,据清华大学官网消息,近日,清华大学机械系现代机构学与机器人化装备实验室研发了一种可在亚厘米级管道中高效运动的管道探测机器人。
在航空发动机和炼油机等复杂系统中,有大量用于输送水、气体和油的管道。通常,这些管道具有各种直径、变化的曲率,并覆盖较长的距离。为确保它们处于良好的工作状态,需要定期从外部和内部进行管道检修。目前已开发的各种管道巡检机器人包括轮式、腿足式、履带式等运动机构,多采用电磁电机驱动,适用于大口径管道的检测。当涉及到直径小于一厘米的微细管道时,机器人的尺寸很难按比例缩小。
微型管道机器人在弯曲管道中行进
本项工作提出了一种智能材料驱动的微型管道检测机器人(重量 2.2 克,长度 47 毫米,直径 < 10 毫米),可以适应亚厘米直径和变化曲率的复杂管道。机器人采用高功率密度、长寿命的介电弹性体致动器作为人造肌肉,采用基于智能复合微结构的高效锚固单元作为传动装置,使用具有可调节数目的磁单元来快速组装机器人,以适应不同管道的复杂几何形状。通过考虑软材料的独特特性(如粘弹性和动态共振)来分析机器人的动态特性,并相应地调整驱动电压的频率和相位,以优化机器人的运动速度。这个基于高频蠕动运动原理的管道机器人由外部的缆线来提供动力,在亚厘米大小的管道中实现了水平和垂直快速运动(速度:1.19 身长 / 秒)。此外,它能够在不同几何形状的管道(变径管、L 形管、S 形管、螺旋形管等)、不同的填充介质(空气、油等)和不同材质(玻璃、金属、碳纤维等)的管道中高速行进。为了验证其管道检测能力,机器人正面安装了一个微型摄像头,从外部控制该机器人,机器人以不同的速度成功完成了一组管道巡检任务演示。该技术将来有望在航空发动机管路检修等领域发挥作用。
该成果以"用于亚厘米级管状环境导航的管道检测机器人"(A pipeline inspection robot for navigating tubular environments in the sub-centimeter scale)为题发表在《科学・机器人》(Science Robotics)上。
管道机器人在多介质、多材质、变管径的复杂管道中行进和探测
论文第一作者为清华大学机械工程系博士后汤超,通讯作者为机械工程系副教授赵慧婵,其他作者包括机械工程系教授刘辛军和 2021 级博士生杜伯源、2018 级博士生姜淞文、2019 级硕士生邵琦、2019 级博士生东旭光。该团队多年来一直专注于机器人领域相关研究。本项工作受到了国家自然科学基金青年基金、面上项目以及共融机器人重大研究计划等项目的支持。
论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abm8597
2022-12-19 17:38:48相关文章
- 美国法院裁定阿里须为Squishmallows玩具侵权案答辩
2023-12-28 19:59:34
- 小米汽车传员工3700人 雷军称小米汽车不可能卖9万9
2023-12-28 19:41:57
- 国家新闻出版署:认真研究《网络游戏管理办法(草桉徵求意见稿)》关切 实行前进一步完善
2023-12-28 19:14:56
- 天猫新规可以无条件申请“仅退款”了?淘宝天猫又离狗多多零元购近了一步
2023-12-28 18:57:55
- 印度以打击金融犯罪为由逮捕了两名 vivo 高管
2023-12-26 16:49:01
- 在国外微信收不到国内信息?微信和WeChat将被拆分
2023-12-15 10:40:15
- 苹果iPhone15 系列手机发布最新消息 预计上市发布时间9月
2023-08-06 23:21:02
- 华为将发布鸿蒙HarmonyOS4操作系统 功能五大升级支持设备清单
2023-08-06 23:17:37
- 整治自媒体网红账号 400万粉丝网红发布擦边视频被无限期封禁
2023-07-12 09:56:09
- 网传微信文件传输助手是真人是真的吗?微信官方回应
2023-06-27 15:53:32
- 电信移动送手机成了“信用购”?你上了运营商的贷款套路了吗?
2023-06-12 17:18:55
- 中国电信广东地区崩了无信号 客服回应已在核实处理
2023-06-08 15:39:04
- 消息称小米新能源汽车价格表正讨论定价区间:双版本不同配置,高配或超 35 万元
2023-03-06 12:56:03
- 华为因制裁被传或分拆剥离手机业务? 内部人士回应:可能性不大.
2023-03-05 23:26:41
- OPPO正式发布安第斯智能云,让终端更智能
2023-02-24 16:02:27
- 华为与OPPO签订全球专利交叉许可协议 包括5G蜂窝通信专利
2023-02-24 16:02:26
- 老蛙将推MINI镜头新品:目前未知具体规格 官宣将于12月20日发布
2023-02-24 16:02:26
- 首发全新35mm定制光学系统 努比亚Z50性能同样强悍
2023-02-24 16:02:25
- Redmi K60屏幕细节曝光:全系标配2K护眼柔性直屏+5000mAh大容量电池
2023-02-24 16:02:25
- OPPO Find N2今天发 合金金属折叠屏更轻了
2023-02-24 16:02:24