1. 本选题研究的目的及意义
随着石油、化工、天然气等行业的快速发展，管道运输作为一种安全、高效、便捷的运输方式，得到了越来越广泛的应用。
然而，由于管道长期处于复杂恶劣的环境中，不可避免地会出现腐蚀、泄漏等问题，对人民生命财产安全和生态环境造成严重威胁。
因此，对管道进行定期检测和维护显得尤为重要。
2. 本选题国内外研究状况综述
管道机器人技术作为机器人技术的一个重要分支，近年来得到了世界各国的高度重视和大力发展。
1. 国内研究现状
我国在管道机器人领域的研究起步相对较晚，但发展迅速。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
针对外管道检测作业的实际需求，本课题将开展以下几方面的研究：
1.机器人运动方式及结构设计：针对外管道环境特点，研究适用于外管道的机器人运动方式，并在此基础上完成机器人本体结构、驱动机构、吸附机构等的设计。
2.机器人控制系统方案设计：设计机器人控制系统的硬件和软件架构，研究机器人运动控制算法，实现对机器人运动的精确控制。
3.机器人传感器系统方案设计：根据管道检测需求，选择合适的传感器，设计传感器数据采集和处理方案，实现对管道表面缺陷、环境信息等的有效采集。
4. 研究的方法与步骤
本课题的研究将采用理论分析、仿真建模、实验验证等相结合的方法，具体步骤如下：
1.需求分析阶段：通过查阅文献、实地调研等方式，分析外管道检测作业环境特点、任务需求，明确外管道检测作业机器人的功能需求和性能指标。
2.总体方案设计阶段：根据需求分析结果，确定机器人的运动方式、控制系统方案、传感器系统方案等，完成机器人总体方案设计。
3.机械结构设计阶段：根据总体方案，利用SolidWorks、Adams等软件进行机器人三维建模和运动仿真，完成机器人本体结构、驱动机构、吸附机构等的设计。
5. 研究的创新点
本课题的研究预期在以下几个方面实现创新：
1.外管道环境适应性设计：针对外管道环境复杂多变的特点，设计具有较强环境适应性的机器人结构和控制策略，提高机器人在不同管道直径、不同管道材质、不同环境条件下的适应能力。
2.高效稳定的吸附机构设计：设计一种高效稳定的吸附机构，能够使机器人在垂直管道、弯曲管道等复杂情况下保持稳定吸附，并能够灵活调整姿态，提高机器人的运动稳定性和安全性。
3.多传感器融合的缺陷检测技术：研究基于多传感器融合的管道表面缺陷检测技术，利用多种传感器获取管道表面信息，通过数据融合算法提高缺陷检测的准确性和可靠性。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 王田苗,刘金存,郝雨飞,等.管道机器人技术发展综述[J].机械工程学报,2016,52(19):1-17.
[2] 赵杰,王振林,任杰,等.管道机器人在役检测与修复技术综述[J].机械设计与制造,2021(11):272-278.
[3] 李建勇,陈辉,吴强,等.在役管道机器人内检测技术发展现状与展望[J].机械工程学报,2020,56(13):1-17.
