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本文研制了一种利用介质流驱动、移动速度可控、并能在线获取电能的新型管道机器人。该机器人由介质流压差驱动单元、在线取能单元、速度控制单元、变径支撑装置等部分组成。介质流压差驱动单元由开口可变式皮碗组成，可以实现机器人在管道中利用流体的能量而自主行走，通过控制开口的大小，可实现机器人按照期望的恒定速度进行运动；同时，在线取能装置将通过机器人的流体能量，由叶轮驱动发电机转换成控制及检测系统所需的电能。与传统的压差驱动方式相比，该机器人系统具有速度可控的优点，同时还可以将流体的能量转换成机器人所需的电能，对于管道机器人的长距离作业具有重要实用价值。本文重点讨论对机器人的结构设计。
根据这一原理，本项目对节流口可控式驱动单元、在线取能单元、变径支撑装置、速度控制单元进行了详细设计；对将流体能量转换成电能的主要环节进行了理论分析，优化了流道结构参数，提高了速度控制的精度、提高了取能效率；同时，对机器人在外界未知环境因素作用下的速度稳定性控制、机器人对管道的适应性等关键问题进行了理论分析，并在结构设计参数的选择、自动控制系统的搭建等方面给予了技术保证。
为了验证本项目所提出的系统设计思想的可行性，研制出一套机器人系统，并以高压输气管线为背景搭建了一套验证性模拟运行装置，完成了机器人在模拟运行环境中的运行试验。当输气参数变化时，机器人可以保证按照预先设定的速度稳速运行；同时，在机器人行进过程中可以实时获得电能。
通过实验证明：本项目所提出的利用介质流的动能驱动机器人在管道内稳速运行，并将部分能量转换为电能供机器人使用的设计方案切实可行，为长距离管线作业机器人的设计及产业化应用，提供了一种创新性解决措施，利用这种原理所开发的相关产品将具有广阔的市场前景。