海洋水下機器人坐管結構與設計

    這些年時代一直在轉變水下機器人技術得到了快速發展，在深海礦產資源探采領域亦逐步應用。通過冠藝深圳工業設計公司設計的水下機器人進行管外作業是海底管道檢修的重要方法，目前國內已有的水下作業機器人由于缺乏可以貼合管道外壁進行沿管道檢修作業的專用工具，無法直接用于海底管道的檢修作業。冠藝深圳工業設計公司設計、開發一種用于水下作業機器人的沿管道檢修作業專用工具，對于降低海底管道檢測和修復作業成本、深圳工業設計公司保障海底管道的長時間安全服役意義重大。

水下機器人結構與設計

    氣動蠕動式行走裝置，該裝置采用蠕動方式完成前進和后退，行走的動力來自于氣缸。結構簡單、控制方便，但行走速度受到限制。考慮到步進行走方式不便于海底管道的連續探測檢查作業，另外由于海底管道在水下環境工作，海水的壓力會使空氣壓縮嚴重，因此該方式不適用海底管道的檢修。

    關節式管道行走裝置，該裝置通過其兩端的手爪交替抓緊管道實現沿管道的行走，通過各關節處的協調旋轉還可以實現沿管道的翻轉和扭轉行走。能順利通過彎管和Ｔ型管等特殊管段，但其結構復雜，可靠性低，因此不適用于對作業效率和可靠度具有較高要求的海底管道作業。

    并聯式管道行走裝置，該裝置包括若干組腿，通過給每組腿輸入相應的指令，可以實現其沿著管道行走。其結構簡單，但控制較為復雜，同時步進行走方式不便于海底管道的連續探測檢查作業。

    輪式管道行走裝置，該裝置通過輪子的轉動實現沿管道前進，類似汽車的行進方式。該裝置結構簡單且控制方便，適宜在平滑的管道上行走，但在彎管和不規則管道上行走時容易發生運動干涉。由于海底管道一般很少出現變外徑以及大角度轉彎，且海底管道平鋪在海底，基本沒有需要攀爬的管段。因此選擇輪式行走方式作為坐管和沿管道行走的機構形式。

坐管機構設計

    設計的坐管機構主要包括用于連接水下機器人本體的卡箍、用于搭載作業工具的框架以及用于貼管壁行走的支撐輪，如圖1所示。其材料采用耐海水腐蝕能力比較強同時重量輕的高強度樹脂材料。

    坐管機構與水下機器人本體的連接。系統浮心在上，重心在下，在海流等外力干擾下發生偏轉后，通過重力和浮力產生的力矩作用可以自動恢復豎直狀態，保證行進過程中不發生傾倒。同時，整個系統重量略大于浮力，沿管行進過程中通過富余重力的作用提供坐管的附著力，使坐管機構緊貼管壁。