隨著(zhù)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)、城市人口的持續增加，地下管道的使用逐漸增多。從70年代開(kāi)始，管道運輸便已應用在各行各業(yè)的公共設施中，比如生活水暖供應、石油運輸、天然氣輸送、污水排放等領(lǐng)域。管道中長(cháng)期堆積塵埃和污染物，在傳統的人工清理與檢測方式下，管道的檢測會(huì )耗費巨大的財力、時(shí)間；而且各種液體和氣體物質(zhì)在管道網(wǎng)絡(luò )輸送的同時(shí)，經(jīng)常會(huì )發(fā)生一些不良反應，再加上管道自身存在的內部弊端，導致工業(yè)生產(chǎn)效率大大降低。
由于對管道未及時(shí)清理，導致利用管道傳輸的液體出現雜質(zhì)，長(cháng)期下來(lái)便會(huì )出現雜質(zhì)積聚現象，尤其是像碳酸鹽或硝酸鹽之類(lèi)的硬垢的積聚會(huì )引起管道傳輸出現不暢和堵塞的情況，嚴重影響生產(chǎn)。不僅如此，許多時(shí)候在運輸過(guò)程中管道會(huì )突然出現損壞及物質(zhì)泄漏等事故，這時(shí)便需要結束工作流程并安排專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行維護，這樣產(chǎn)生的經(jīng)濟損失是巨大的。
     隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟不斷發(fā)展，管道輸送因其便捷性、經(jīng)濟性得到廣泛使用，流體仍然主要依賴(lài)于管道輸送。管道線(xiàn)路的及時(shí)清理對國家資源的防范性及有效性都起到較大作用，而以智能機器人代替人工清理管道逐漸受到關(guān)注。機器人的發(fā)展已成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，特別是管道機器人流程自動(dòng)化（RPA）?，F階段的機器人分地面、水下、工業(yè)、農業(yè)、服務(wù)、娛樂(lè )等領(lǐng)域。一個(gè)智能機器人應該具有感知環(huán)境的能力、執行某種任務(wù)和對環(huán)境施加影響的能力、感知與行動(dòng)結合起來(lái)的能力。目前擁有RPA的機器人不僅可以模擬人類(lèi)，還可以利用和融合現有技術(shù)，逐漸涉及更多的領(lǐng)域，發(fā)展前景廣闊。

智能的管道機器人是通過(guò)機器控制機器人去檢測并清理管道的一種新型機器人。以共軸反轉螺旋式的機器人為例，介紹了智能管道清理機器人的相關(guān)技術(shù)。

（1）工廠(chǎng)云智能制造信息系統：通過(guò)導入深化設計數據，利用RFID、二維碼等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將地下管道的布局導入系統中，應用物聯(lián)網(wǎng)手段準確定位，遠程無(wú)線(xiàn)智能控制管道機器人的不同行進(jìn)動(dòng)作，完成相應作業(yè)。

（2）共軸反轉螺旋式機器人基本可覆蓋的管道作業(yè)有： 生產(chǎn)、安裝過(guò)程中的管內外質(zhì)量檢測；使用過(guò)程中焊縫情況、表面腐蝕、裂縫破裂等故障診斷；惡劣環(huán)境下管道清掃、噴涂、焊接、內部拋光等維護工作；對埋于地下的舊管道的修復；管道內外器材運送、搶救等其他用途。
（3）智能化：在大數據、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的支持下，通過(guò)APP來(lái)控制管道機器人的運作，可以根據外界的環(huán)境實(shí)時(shí)地處理遇到的情況，是硬件與軟件的充分結合。
（4)螺旋技術(shù)：管道清理機器人分為前后兩部分，它們通過(guò)空心柔性軸的共軸線(xiàn)連接在一起；每部分都有一圈均布的3個(gè)徑向支撐腿，在每個(gè)支撐腿的頂端各有一個(gè)小輪可以在管道內滾動(dòng)，并利用電機帶動(dòng)柔性軸使得各部分向相反方向旋轉前進(jìn)。每個(gè)小輪與支撐腿軸線(xiàn)成一定角度，機體兩部分上的小輪軸線(xiàn)與機體軸線(xiàn)的夾角相反，兩部分機體反轉，則兩部分機體上小輪的運動(dòng)軌跡為旋向相反的螺旋線(xiàn)。每個(gè)小輪與管道內壁的軸向摩擦分力方向相同，每個(gè)小塊的軸向摩擦分力的合力就成了驅動(dòng)機器人行進(jìn)的動(dòng)力。

（5）空心柔性軸連接：機器人兩部分機體用空心柔性軸連接，使其能在一定曲率的彎管道里行進(jìn)，擴大了適用范圍，提高了穩定性；機器人可以更好地在管道中前進(jìn)和作業(yè)。

（6）雙排可伸縮支撐腿：機器人在管道內螺旋行進(jìn)，為保持它在管道中的姿態(tài)和行進(jìn)穩定性，在機器人的每個(gè)板體上安裝三個(gè)支撐腿，避免機器人出現失穩現象，支撐腿端部裝有與管道母線(xiàn)成一定角度的滾輪；兩部分機體上滾輪攻角相反，在兩機體反轉條件下產(chǎn)生同向的軸向摩擦分力以實(shí)現機器人行進(jìn)，這加大了機器人在管道里的附著(zhù)力，使其爬行與越障能力明顯增強。

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