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(yè)設施的管道上爬行，并進行檢查和實時監(jiān)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。
隱藏的管道攀爬藝術
在許多工廠中，管道是工業(yè)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(yè)的必要條件。
目前，工業(yè)企業(yè)往往采用工作人員手動監(jiān)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(fā)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(fā)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(chuàng)建了一個優(yōu)化的設備，能夠比以前更靈活地檢查管道。
天津大學團隊的3D打印設計
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(chuàng)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。
