作品構(gòu)思

隨著現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展，管道成為一種極為重要而普遍的運(yùn)輸方式，在石油、化工、水利、城市建設(shè)等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用。這些管道為工業(yè)發(fā)展和人類生活水平的提升提供了極大的便利，然而，由于管道本身結(jié)構(gòu)的特殊性以及不同管道存在環(huán)境的特殊性，使得管道的人工檢修和清理成為工業(yè)生產(chǎn)中的一大難題。

怎么解決這些問題呢？很多事情不能人工去做，可以研制一種能夠?qū)艿肋M(jìn)行有效檢測和清理的管道機(jī)器人。一直以來管道機(jī)器人都是機(jī)器人領(lǐng)域一個(gè)重要分支，作為一種在管道中能自主或者半自主行走并能檢測或清理管道的機(jī)電一體化設(shè)備，能夠幫助人類完成人工所不能做的工作，實(shí)現(xiàn)對管道的檢測或者清理。

制作過程

一是完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面遵循簡單、安全、實(shí)用的原則。針對氣動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和機(jī)器人的功能要求，我決定采用蠕動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過三組氣缸交替動(dòng)作，為機(jī)器人提供動(dòng)力。

二是電路及編程。控制設(shè)計(jì)方面使用單片機(jī)，通過控制繼電器和電磁閥通電，最終控制機(jī)器人的所有動(dòng)作。

三是實(shí)物制作。我利用3Done設(shè)計(jì)零件，通過3D打印技術(shù)、亞克力板等，將零件制作出來，自行完成組裝（圖1）。

創(chuàng)新點(diǎn)

一是機(jī)器人的彩色零件全部自制加工完成，其中黃色零件為3D打印制作，紅色支撐板由激光切割機(jī)加工而成，采用3D打印和激光技術(shù)可以快速加工出實(shí)物。

二是機(jī)器人采用氣壓驅(qū)動(dòng)蠕動(dòng)型運(yùn)動(dòng)方式，其零件材質(zhì)和氣驅(qū)方式，使機(jī)器人具有防爆的優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)各類油氣化工管道。

三是機(jī)器人可以適應(yīng)不小于90度的彎曲管道。

四是機(jī)器人有彈性，可以適應(yīng)管徑的微小變化，管道通過能力強(qiáng)。

功能展示

管道氣動(dòng)疏通機(jī)器人可以通過氣動(dòng)的原理讓機(jī)器人在管道中前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎，解決各種管道存在的日常維護(hù)清理、檢查的不便，從而實(shí)現(xiàn)省時(shí)省力高效地完成對各種管道的檢查和維護(hù)任務(wù)。

本作品的管道氣動(dòng)機(jī)器人不僅結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，能夠適應(yīng)各種管道的要求，對工作環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，并且工作效率高。這種機(jī)器人不需開挖地面就可進(jìn)行地下管道的維護(hù)和疏通、檢查，這樣既不影響交通，又不污染環(huán)境。希望未來可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)和生活當(dāng)中。