一、开发背景

管道在传输液、 气体过程中， 因温度、 压力不同及介质与管道之间的物理化学作用， 常常会高温结焦， 生成油垢、 水垢， 存留沉积物， 腐蚀物等， 使有效传输管径减少， 效率下降，物耗、 能耗增加， 工艺流程中断， 设备失效， 发生安全事故。 尽管通过添加化学剂， 采用合理的工艺流程， 进行水质处理措施可以在一定程度上改善这些情况， 但要完全避免污垢的产生是不可能的，为解决此种难题，本组设计了一种用于水下作业的管道机器人。

二、本体结构

机器是由螺旋桨、 驱动电机和保持机构 3 部分组成。。

机器人常用的驱动方式有： 液压驱动、 气动驱动、 电动驱动三种基本方式。 电动驱动主要有步进电机、 直流伺服电机和交流伺服电机。液压与气动方式对环境要求较高， 实现起来较复杂， 而电机驱动结构简单， 较易实现密封与调速控制。 故在本设计中选用步进电机作为机器人本体的的驱动动力。 

目前管道机器人的驱动方式有自驱动（自带动力源）、利用流体推力、通过弹性杆外加推力三种方式。 采用双步进电机驱动， 通过谐波减速器将动力传递给行走装置。 尽管自驱动管内机器人行走可以采用的轮式、 脚式、爬行式、 蠕动式， 履带式等多种形式， 但本文则是对轮式管道机器人的研究， 可以设计机构在一定的管径变化范围内， 具有常封闭特性， 增加了载体的稳定性和可靠性， 机构具有自适应调节的功能。

三、功能与使用说明

水下管道机器人是一种可沿管道自动行走，携有一种或多种传感器件和作业机构，在遥控操作或计算机控制下在极其恶劣的环境中进行一系列管道作业的机电一体化系统。目前国内外关于管道机器人的研究很多，大多是管道监测维修，适应于200mm以下、400-600mm以及微型管道等管径。

此机器依托其行驶结构稳定性，较强的环境适应性，成本的低廉性，可广泛用于各种生活场景，如下水管道疏通，排水管道清洁等，本设计产品还能与外部机构联合工作，提高在水下管道的工作效率，能极好地解决土木工程和水利工程所面临的管道问题。

   单向水下管道清洁机器人可应用于ø10mm～ø25mm的微型管道中工作，可用于清理小型堵塞物，如小石块、树枝等，还可用于检测管道内部环境，通过设备自带的应用程序还可以完成自身检测以及操作系统的更新。