高科技“内窥”管道机器人

　　2010年夏末，美国加州圣布鲁诺的燃气管道爆炸，大火摧毁了数十个家庭，造成8人遇难，消防员奋战12小时才得以控制火势。这次事件引发了对管道检测技术的特别关注，而这本是燃气产业的软肋。
　　
　　在美国210万公里的燃气管道中，六成是1970年前铺设的，更有些可追溯到1929-1933年的大萧条时期。“七老八十”，腐蚀难免；又不可能全部换掉，要知道其中三分之一更是“不可开挖”的。对管道进行检查变得日益迫切。
　　
　　维修人员曾采用“智能化管道检测仪表”（英文头字母是PIG，被戏称为“猪”）来发现锈蚀、接缝强度不够、管壁变薄等状况，评估管道的状况。因为PIG在管道中是靠着气体的流动推着走的，控制起来挑战性。“想让它停留在地点，就像让你用吸管推动一个棒球，十分困难。”
　　
　　卡内基梅隆大学的机器人专家哈根·谢姆丰和同事们抓住了这个不容错过的机遇，他们从上世纪末开始研究，为使用中的燃气管道创制更完善的检测设备。该团队推出了长2.4米、重30公斤的无线遥控机器人“探索II号”，zui近在宾夕法尼亚州的试验中成功通过了蜿蜒曲折600米、老PIG不能潜入的复杂管道。
　　
　　“探索II号”的主要检测手段，是以2个小型的动态电磁感应线圈在管道中创建一个磁场，机器人实时测量磁场的轻微变化。这种变化提示着管道壁厚度的差异，这可能是腐蚀或接缝破损的迹象，甚至是爆炸隐患。电磁感应也使操作人员能检测到机器人的位置，在系统一旦失效时能将其找回。
　　
　　它在两端各安装了一个鱼眼摄像头，视野角度达到190度，能持续不断地采集视频数据，就像一路为管道做“内窥镜”检查。数据送出达300米外，帮助确定管道损坏的位置。同时，这也弥补了传统PIG因无法浏览而不能处理急转弯的缺陷。
　　
　　机器人是自主控制的，由机载的两个32位神经中枢负责指挥，中枢管理着机器人的基本功能，包括行进转向、视频处理、腿的伸缩，以及无线通讯。“探索II号”身材苗条，能挤进6英寸直径的狭窄管道；“串香肠”式的分段身体，以及能朝任何方向转足90度的关节，使它能灵活地曲折拐弯。15条腿中有6条装有可伸展和收缩的驱动轮，轮子由摩擦系数颇高的聚氨酯制成，它们与管道壁接触，让机器人有足够的牵引力爬坡，甚（文章来源环球聚氨酯网）至能爬上垂直的管道。
　　
　　它的头尾各装有一个拳头大小的无刷电机，驱动机器人在管道内移动，不再依赖于气流的推动。驱动能量则来自锂聚合物电池，一次充电能工作8小时，巡航数公里长的管道。这是很重要的，因为燃气管道动辄长数千公里，并需要年年检查，工作量够大的。按规划一位员工配备“探索II号”，每天可检查3公里管道。
　　
　　该机器人现在在加拿大燃气公司进行商业化试验。
　　
　　来源：新民晚报