何富君， 张 勇， 刘 凯

(东北石油大学机械科学与工程学院， 大庆 163318)

在石油化工、核工业、建筑等领域，必须定期维护管道。这些管道在复杂环境下运输高温高压甚至有毒的流体，发生事故后将造成重大损失[1-2]。针对管道检测维护，中外学者提出不同的解决方案。日本东京工业大学机械与航空航天工程系Shigeo教授团队研究的可重构多模块臂式爬壁机器人，该机器人在钢结构环境下使用，选用了基于永磁体的吸附方法，通过实验验证了爬壁机器人满足需要的高机动性和稳定性[3]。但是该机器人磁吸附模块安装在移动模块的主体上，单个机构运动时不能实现越障，履带爬越障碍时容易导致机器人发生倾覆。上海交通大学机器人研究所赵言正教授指导研究的磁吸附爬壁机器人，其通过调整磁铁与壁面的距离，实现了磁吸附力可调，增强了爬壁机器人的适应性[4]。该机器人磁吸附方式不足之处在于单一依靠磁铁与壁面的距离精确控制磁吸附力大小较难实现。此外山东科技大学王吉岱等[5]分析了爬壁机器人永磁轮式吸附装置的设计，该吸附机构磁吸附力大小不可调节，且结构设计复杂。

东北石油大学爬行机器人及永磁传动技术实验室从事爬行机器人技术研究多年，直接对接大庆油田诸多管线检测项目，针对油田实际问题和作业需要提出了永磁吸附式管外壁爬行机器人技术的项目研究。

通过文献调查研究，管外壁爬行检测机器人必须具备两个基本能力:机器人在管外壁的移动能力和移动过程中的吸附能力[6-7]。……