一種管道巡檢車的優(yōu)化設(shè)計(jì)

摘要：對(duì)傳統(tǒng)巡檢車的運(yùn)動(dòng)方式、檢測(cè)方式和清理機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化，并增設(shè)了扶正機(jī)構(gòu)。檢測(cè)是本設(shè)計(jì)主要優(yōu)化的功能，優(yōu)化后的檢測(cè)裝置能實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)、上下抬升，在其中增設(shè)紅外線感應(yīng)和超聲波檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)管道裂縫和破損電纜的全方位檢測(cè)。在篩選多種運(yùn)動(dòng)方式后，選用麥克納姆輪作為輪系結(jié)構(gòu)，其可在多種類型管道中行駛，增強(qiáng)了通用性。同時(shí)針對(duì)難清理的問題，采用吸附機(jī)構(gòu)和夾爪來對(duì)管道內(nèi)復(fù)雜和微小區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全面徹底的清理；增設(shè)扶正機(jī)構(gòu)，提高了巡檢車應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的能力。優(yōu)化設(shè)計(jì)完成后，對(duì)該巡檢車的升降、動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行分析，并運(yùn)用有限元仿真對(duì)巡檢車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)合理安全。

關(guān)鍵詞：電纜管道；巡檢車；麥克納姆輪；吸附機(jī)構(gòu)；扶正機(jī)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TH122；TM757.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2024.08.007

文章編號(hào)：1006-0316 （2024） 08-0045-08

Optimization Design of a Pipeline Inspection Vehicle

GUO Shuai，WANG Ying，LI Dong，NIE Cheng，WANG Jincheng，

YANG Junsheng，WANG Yongqiang

（ School of Mechanical Engineering， Wuhan Polytechnic University， Wuhan 430048， China ）

Abstract：This article focuses on optimizing and improving the movement mode， detection method， and cleaning mechanism of traditional inspection vehicles， as well as adding a righting mechanism. The main optimization of this design is the detection function. The optimized detection device offers 360° rotation and vertical lifting capabilities， with infrared sensing and ultrasonic detection function to achieve comprehensive detection of pipeline cracks and damaged cables. After screening various movement modes， the Mecanum wheel is selected as the wheel system structure， which can travel through various types of pipelines， enhancing versatility. At the same time， to solve the problem of difficult cleaning， an adsorption mechanism and a clamp are used to achieve comprehensive and thorough cleaning of complex and small areas inside the pipeline. A righting mechanism is added to improve the inspection vehicle's ability to deal with emergencies. The lifting and power systems of the inspection vehicle are analyzed， and the structural design of the inspection vehicle is verified through finite element simulation， which demonstrates the feasibility and safety of the design.

Key words：cable pipeline；inspection vehicles；Mecanum wheel；adsorption mechanism；righting mechanism

傳統(tǒng)的城市電力輸送采用水泥桿、塔架空輸電線路，不僅占用地表面積、影響市容，而且存在偷電漏電、電纜斷裂、電纜丟失等一系列問題[1]。因此，我國越來越多區(qū)域逐漸采用地下電纜管道取代地表電線桿，電纜管道也成為了城市電網(wǎng)的一部分[2]。電纜管道安裝好后，由于自然因素影響需要及時(shí)更換維護(hù)。

針對(duì)管道維護(hù)工作量大等問題，從20世紀(jì)60年代開始，國外已開發(fā)出機(jī)械管道內(nèi)部設(shè)備（Pipeline Inspection Gauge，PIG）。PIG操作簡(jiǎn)單、能耗低，推動(dòng)了管道巡檢車的發(fā)展，但其工作過程不能實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，因此被淘汰。近些年美國等發(fā)達(dá)國家研制出較為復(fù)雜且能完成一些基本巡檢的管道巡檢設(shè)備。如圖1（a）所示，華盛頓大學(xué)研制了一種電纜管道巡檢機(jī)器人，名為“巡視者”，該機(jī)器人主要用于檢測(cè)地下管道是否出現(xiàn)破損，其前后輪子貼合在管道外壁上，通過使用搭載的檢測(cè)設(shè)備完成對(duì)管道的巡檢，但該巡檢設(shè)備只能完成對(duì)管道外壁的檢測(cè)、無法檢測(cè)管道內(nèi)壁，應(yīng)用范圍小[4]。如圖1（b）所示，Irobot公司研發(fā)了一種雙履帶移動(dòng)式機(jī)器，名為“Packbo”，該機(jī)器人采用履帶和機(jī)械臂，機(jī)械臂一端為檢測(cè)裝置，一端為清理裝置，機(jī)械臂可以來回翻轉(zhuǎn)，增強(qiáng)了對(duì)地形的適應(yīng)能力[5]。

我國電力巡檢車的發(fā)展相比于國外起步較晚，早期主要依靠進(jìn)口國外巡檢車，但后續(xù)隨著電力系統(tǒng)的需求量增大及國家“863項(xiàng)目”等計(jì)劃的推動(dòng)，我國在巡檢車領(lǐng)域取得了一定的發(fā)展和進(jìn)步。如圖2（a）所示，上海交通大學(xué)研發(fā)了一種履帶式電纜管道巡檢機(jī)器人，其主要功能為檢測(cè)隧道內(nèi)氣體環(huán)境，該機(jī)器人采用分段履帶式設(shè)計(jì)，通過調(diào)整擺臂角度，可跨越不同障礙物，增強(qiáng)了越野性能[6]。如圖2（b）所示，杭州供電公司與浙江大學(xué)共同研發(fā)了湘湖隧道管道巡檢車，其主要用于電纜管道的日常巡檢，該巡檢車具有自動(dòng)巡檢和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，且配有高清紅外攝像頭和氣體檢測(cè)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道內(nèi)電纜運(yùn)行狀態(tài)、管道沉降和管道內(nèi)部有毒氣體含量的監(jiān)測(cè)[8]，并通過管內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)將攝像頭畫面和有毒氣體含量及時(shí)傳回管道控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的自動(dòng)化巡檢[7]。

實(shí)際作業(yè)中發(fā)現(xiàn)，依靠人工巡檢和傳統(tǒng)電纜管道巡檢車維護(hù)電纜管道存在大量問題，如：檢測(cè)不徹底、巡檢效率低、受環(huán)境影響大、通用能力和適應(yīng)能力弱等。因此，本文設(shè)計(jì)了一種新型電纜管道巡檢清理車，以解決或緩解傳統(tǒng)巡檢車的技術(shù)缺陷。該新型電纜管道巡檢清理車能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管道的全方位檢測(cè)、清理，且能夠在不同管道內(nèi)靈活行駛和自行扶正，具有自動(dòng)化、智能化、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠大幅減少管道作業(yè)中危險(xiǎn)事件的發(fā)生，改善工作人員的勞動(dòng)環(huán)境，提高安全性[3]。

1 功能優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.1 檢測(cè)方式優(yōu)化

巡檢車在管道內(nèi)部行駛時(shí)，檢測(cè)方式作為巡檢車的主要功能需要幫助巡檢人員操作巡檢車行駛、清理管道內(nèi)部異物、判斷管道內(nèi)壁和電纜是否需要維護(hù)。傳統(tǒng)巡檢車的檢測(cè)方式主要為通過固定在巡檢車頂部的攝像裝置拍攝圖像，檢修人員僅通過觀看圖像來判斷管道是否需要維護(hù)，往往無法及時(shí)做出正確判斷，為檢修工作帶來極大困擾。為解決這些問題，本文提出一種新型檢測(cè)裝置，如圖3所示。

首先，為解決攝像頭模糊、拍攝不清的問題，在傳統(tǒng)攝像頭基礎(chǔ)上增設(shè)了紅外檢測(cè)和超聲波檢測(cè)。應(yīng)用紅外檢測(cè)技術(shù)可以加強(qiáng)攝像頭對(duì)幽暗管道內(nèi)部圖像的處理，使其呈現(xiàn)更加清晰的圖像；超聲波檢測(cè)技術(shù)通過在管道內(nèi)部發(fā)射超聲波，利用折射橫波掃描管道內(nèi)壁，當(dāng)遇到破損時(shí)，會(huì)形成反射脈沖橫波，操作人員可通過觀察不同的反射波來判斷管道內(nèi)壁的破損程度，以便及時(shí)做出維護(hù)。

其次，為解決拍攝角度過低的問題，在巡檢車頂部增設(shè)升降機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)盤。升降機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)攝像裝置的上升和下降，轉(zhuǎn)盤可實(shí)現(xiàn)攝像裝置的360°旋轉(zhuǎn)。其工作原理為：當(dāng)檢測(cè)車需要檢測(cè)位置較高的電纜時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液壓桿適當(dāng)伸長，推動(dòng)連桿向上運(yùn)動(dòng)，在達(dá)到預(yù)想高度后液壓桿保持固定，此時(shí)攝像頭底部電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)即可完成對(duì)管道內(nèi)較高位置處的電纜的檢測(cè)。

優(yōu)化設(shè)計(jì)后的檢測(cè)方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)管道內(nèi)壁的無死角檢測(cè)，加強(qiáng)了對(duì)管道的巡檢監(jiān)測(cè)能力。

1.2 運(yùn)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)優(yōu)化

傳統(tǒng)管道巡檢車的運(yùn)動(dòng)方式大致可分為履帶式、蠕動(dòng)式、多足式和輪式[9]。履帶式傳動(dòng)效率高、驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)，但在狹小管道內(nèi)部，履帶過于龐大笨重易破壞管道，且不易轉(zhuǎn)向。蠕動(dòng)式柔韌性好、磨損小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大、行駛速度緩慢、承載能力弱[10]。多足式擁有良好的靈活性，跨越障礙物和轉(zhuǎn)彎性能強(qiáng)，但需要在多個(gè)方向安裝，體積大、難以操控，對(duì)控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)能力的水平要求高，成本高[11]。輪式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、成本低，但在管道狹小空間內(nèi)，其越障能力有限且不易轉(zhuǎn)向[12]。

根據(jù)管道內(nèi)部環(huán)境及操作需求，可知管道巡檢車運(yùn)動(dòng)方式應(yīng)該具有以下特性：靈活性好，能在狹小管道內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)向；承載能力較高，能夠承受多種巡檢設(shè)備的重量；適應(yīng)性強(qiáng)，能應(yīng)對(duì)不同環(huán)境下的管道；易于操作，對(duì)操作人員水平要求不高。

因此本文在結(jié)合現(xiàn)有的不同運(yùn)動(dòng)方式優(yōu)化設(shè)計(jì)后，采用麥克納姆輪，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

麥克納姆輪主要由主軸、回轉(zhuǎn)棍子、輪轂組成。與普通輪相比，麥克納姆輪在主體輪轂一周多出均勻分布的若干個(gè)回轉(zhuǎn)棍子，回轉(zhuǎn)棍子軸線與輪轂主軸成45°夾角，棍子的母線為等速螺旋線或橢圓弧近似而成。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回轉(zhuǎn)棍子既能繞著輪轂主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，又能繞自身軸線回轉(zhuǎn)，從而將主軸的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)化為各回轉(zhuǎn)棍子的法向力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)行駛。

每個(gè)麥克納姆輪都由一個(gè)獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過控制系統(tǒng)分配各電機(jī)不同的功率，各輪的轉(zhuǎn)速和方向均不相同，可以實(shí)現(xiàn)在平面內(nèi)任意方向上的位移，有效改善巡檢車在彎曲管道內(nèi)行駛和轉(zhuǎn)向的問題。此外，由于各輪都由獨(dú)立電機(jī)控制，因此當(dāng)巡檢車某一輪子發(fā)生故障時(shí)，其它輪子不受影響，仍可正常行駛工作，大大增強(qiáng)巡檢車的適應(yīng)能力。

1.3 清理機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

長時(shí)間使用后電纜管道內(nèi)部會(huì)充滿異物，如積水、黏性泥土、碎石塊、老鼠尸體和枯枝爛葉等。積水多出現(xiàn)在管道連接處，當(dāng)雨勢(shì)較大時(shí)，雨水會(huì)沿著管道裂縫進(jìn)入管道內(nèi)，當(dāng)遇到破損電纜時(shí)，雨水可能會(huì)引發(fā)電纜短路。黏性泥土在管道內(nèi)部淤積過久板結(jié)后，會(huì)形成大塊異物，堵塞管道，影響管道維護(hù)工作。碎石塊可能會(huì)堵塞管道或劃傷電纜表皮，容易造成電纜短路，甚至引發(fā)火災(zāi)。樹枝、雜草從管道開口、破損處進(jìn)入管道內(nèi)形成枯枝爛葉，會(huì)吸引老鼠、蟑螂等動(dòng)物進(jìn)入管道內(nèi)部筑巢，且老鼠、蟑螂等會(huì)啃食電纜，加速電纜破損。

因此，增設(shè)兩種清理機(jī)構(gòu)，以應(yīng)對(duì)不同情況下的異物。

（1）吸附機(jī)構(gòu)

管道內(nèi)多數(shù)異物可通過吸附機(jī)構(gòu)進(jìn)行清理。如圖5所示，該吸附機(jī)構(gòu)主要由風(fēng)機(jī)、滑輪、吸盤、垃圾儲(chǔ)存箱組成。其中吸盤通過螺栓安裝在底盤中央兩側(cè)，風(fēng)機(jī)及滑輪軌道固定于車輛外殼上，采用剛性材料連接儲(chǔ)存箱和吸盤。當(dāng)巡檢車遇見小型異物時(shí)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，風(fēng)機(jī)內(nèi)的葉片在高速旋轉(zhuǎn)下會(huì)在吸附機(jī)構(gòu)管道內(nèi)部形成負(fù)壓，使得吸附機(jī)構(gòu)管道內(nèi)外出現(xiàn)氣壓差，在氣壓差作用下，異物被吸入吸附機(jī)構(gòu)管道內(nèi)進(jìn)入儲(chǔ)存箱，等待被進(jìn)一步處理。

（2）夾爪機(jī)構(gòu)

對(duì)于石塊、老鼠尸體等大體積異物，吸附機(jī)構(gòu)電機(jī)功率有限，不能將其吸入到吸盤內(nèi)。因此提出一種夾爪機(jī)構(gòu)。如圖6所示，該夾爪機(jī)構(gòu)主要由前端爪頭、齒輪、夾爪臂組成。當(dāng)巡檢車遇到大體積異物時(shí)，操作人員通過操控系統(tǒng)啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)兩側(cè)夾爪臂和前端爪頭運(yùn)轉(zhuǎn)，通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速控制夾爪臂幅度，進(jìn)而控制夾爪的夾取力度，達(dá)到夾取異物的理想狀態(tài)。

1.4 扶正機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

電纜管道內(nèi)路況復(fù)雜、地面凹凸不平，傳統(tǒng)巡檢車可能因?yàn)槠茡p電纜、石塊或操作人員操作失誤等出現(xiàn)傾斜或側(cè)翻，這時(shí)只能依靠操作人員趕往巡檢車所在區(qū)域?qū)ζ溥M(jìn)行扶正，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為提高巡檢車的抗風(fēng)險(xiǎn)能力和巡檢效率，本文巡檢車增設(shè)一種扶正機(jī)構(gòu)。如圖7所示，該扶正機(jī)構(gòu)由電機(jī)、支撐板、驅(qū)動(dòng)組件和伸縮臂組件組成，通過底部螺栓安裝在巡檢車內(nèi)部中央兩側(cè)。

當(dāng)車輛發(fā)生傾斜時(shí)，操作人員控制扶正電機(jī)啟動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)連桿沿固定滑槽水平向前運(yùn)行，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)伸縮臂組件從車殼兩側(cè)水平伸出，當(dāng)支撐板觸碰到管道內(nèi)壁后可為巡檢車施加反向作用力，扶正車輛。當(dāng)車輛完全側(cè)翻時(shí)，伸縮臂組件在連桿驅(qū)動(dòng)作用下水平伸出后，扶正電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)齒輪推動(dòng)連桿沿弧形滑槽繼續(xù)運(yùn)行，伸縮臂組件向下翻轉(zhuǎn)，直到扶正車輛。

1.5 總體模型

綜上所述，本文巡檢車主要由升降、動(dòng)力、清理、扶正機(jī)構(gòu)組成，其模型整體如圖8所示。

2 分析與仿真

2.1 升降機(jī)構(gòu)分析

管道巡檢車在檢測(cè)較高位置時(shí)，主要依靠液壓桿的伸長實(shí)現(xiàn)升降平臺(tái)的抬升，但考慮到液壓桿的伸長量有一定限度，且為了防止液壓桿過度伸長旋轉(zhuǎn)而對(duì)升降機(jī)構(gòu)產(chǎn)生破壞，現(xiàn)對(duì)升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，如圖9所示。在液壓桿OB伸長的過程中，γ逐漸減小，平臺(tái)逐漸被抬升。當(dāng)γ＝0時(shí)，平臺(tái)有最大高度，此時(shí)：

OB.液壓桿長度；BH.液壓桿與連桿連接裝置的距離；OA.連桿長度；OH.液壓桿底部與連接裝置的距離；AH.連接裝置與連桿的距離；h.液壓桿原長；Δh.液壓桿伸長量；β.液壓桿與連桿的夾角；

γ.液壓桿與連接裝置的夾角。

由運(yùn)動(dòng)分析可得，當(dāng)OBH共線時(shí)，為機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)。當(dāng)液壓桿的伸長量大于Δhmax且繼續(xù)旋轉(zhuǎn)越過BH形成負(fù)夾角時(shí)，雖然平臺(tái)可以繼續(xù)抬升，但在實(shí)際工程應(yīng)用中液壓桿過度伸長會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞，且在越過死點(diǎn)進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，

即使平臺(tái)下降，同樣會(huì)產(chǎn)生上述安全隱患。因此，OB應(yīng)始終在BH左側(cè)。

2.2 動(dòng)力學(xué)分析

對(duì)巡檢車進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析可得巡檢車正常行駛時(shí)的受力情況，以及輪轂電機(jī)的輸出功率，可為巡檢車的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

本文對(duì)巡檢車模型做出以下假設(shè)：

（1）巡檢車采用剛性材料，且麥克納姆輪不產(chǎn)生形變；

（2）麥克納姆輪輪面與接觸面保持點(diǎn)接觸，忽略車輪磨損對(duì)行駛的影響；

（3）麥克納姆輪與接觸面間只做純滾動(dòng)。

巡檢車在電纜管道內(nèi)的行駛狀況分為水平路面和緩坡路面，巡檢車在行駛過程中的受力如圖10所示。

Ff為車輪滾動(dòng)摩擦力；Ft為車輪牽引力；G為巡檢車自重；

θ為緩坡與水平地面的夾角；Fw為加速度產(chǎn)生的慣性力；

V為巡檢車行駛速度。

巡檢車在路面上行駛時(shí)，需克服車輪滾動(dòng)摩擦力Ff；在加速行駛時(shí)，需克服加速度產(chǎn)生的慣性力Fw；在緩坡上行駛時(shí)，還需克服由重力在坡面上產(chǎn)生的阻力FG。由于在電纜管道內(nèi)行駛，受風(fēng)力影響小，可忽略不計(jì)空氣阻力[13]。其中，巡檢車在行駛時(shí)受到滾動(dòng)摩擦力，在啟動(dòng)時(shí)受到最大靜摩擦力，兩種情況摩檫力Ff計(jì)算式相同；當(dāng)巡檢車加速行駛時(shí)，由于輪轂電機(jī)輸出功率P為定值，且P＝F2V，因此隨著巡檢車速度V的增大，牽引力F2逐漸減小，巡檢車所克服的慣性力Fw也相應(yīng)逐漸減??；巡檢車上坡途中受到的上坡阻力FG為重力沿斜坡方向的分力。因此：

F1＝Ff＋Fw＋FG

＝μmgcos θ＋ma＋mgsin θ

Ft≥Fmax＝μmgcos θ＋mamax＋mgsin θ （4）

式中：F1為巡檢車在管道內(nèi)行駛時(shí)所受總阻力；μ為摩擦系數(shù)，最大靜摩擦系數(shù)為0.3，滾動(dòng)摩擦系數(shù)為0.02；m為巡檢車質(zhì)量；g取9.8 m/s2；a為巡檢車加速度；Fmax為行駛中所受的最大阻力；amax巡檢車最大加速度。

2.3 有限元分析

扶正機(jī)構(gòu)和底盤分別作為車輛發(fā)生側(cè)翻和正常行駛時(shí)的主要受力機(jī)構(gòu)，在載荷作用下，部分構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生一定的形變，因此，分析扶正機(jī)構(gòu)和底盤的變形量對(duì)整車穩(wěn)定運(yùn)行有重要意義，且能為進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性提供數(shù)據(jù)支撐。本文運(yùn)用SolidWorks 2018軟件中的SolidWorks Simulation版塊對(duì)車身薄弱構(gòu)件進(jìn)行有限元分析[14]。

在整體結(jié)構(gòu)選擇鐵基超合金的情況下，首先對(duì)扶正機(jī)構(gòu)的伸縮臂進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析。如圖11所示，在固定底部軸連接后，側(cè)面施加10 N的均布力載荷，此時(shí)危險(xiǎn)構(gòu)件的最大應(yīng)力為3.527×104，而其屈服極限為2.750×108，遠(yuǎn)大于最大應(yīng)力，故結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理安全。

其次對(duì)底盤支架進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析，如圖12所示，在固定上下表面后，側(cè)面施加10 N的均布力載荷，此時(shí)危險(xiǎn)構(gòu)件的最大應(yīng)力為2.757×103，而其屈服極限為6.204×108，遠(yuǎn)大于最大應(yīng)力，故結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理安全。

3 總結(jié)

本文對(duì)巡檢車的發(fā)展做了一定調(diào)查，并對(duì)國內(nèi)外巡檢車的發(fā)展情況做了基本介紹，在此基礎(chǔ)上，對(duì)傳統(tǒng)巡檢車的結(jié)構(gòu)和功能做出部分改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)：

（1）實(shí)現(xiàn)管道全方位巡檢。安裝升降機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn)攝像頭的無死角檢測(cè)，增加了紅外檢測(cè)和超聲波檢測(cè)技術(shù)輔助攝像頭對(duì)管道內(nèi)壁和電纜進(jìn)行檢測(cè)，有效增強(qiáng)對(duì)管道的檢測(cè)能力。

（2）通用能力強(qiáng)。在對(duì)比多種運(yùn)動(dòng)方式后，采用麥克納姆輪作為輪系結(jié)構(gòu)，解決了巡檢車無法在彎曲管道內(nèi)正常行駛的問題，實(shí)現(xiàn)在多種類型管道內(nèi)的行駛，增強(qiáng)巡檢車的通用能力。

（3）管道清理能力強(qiáng)。優(yōu)化設(shè)計(jì)后清理裝置采用吸附機(jī)構(gòu)和夾爪機(jī)構(gòu)取代傳統(tǒng)巡檢車的鏟子，可實(shí)現(xiàn)對(duì)管道內(nèi)多種異物的清理，清潔力度和效率遠(yuǎn)高于鏟子，加強(qiáng)了巡檢車的清潔能力。

（4）適應(yīng)性強(qiáng)。增設(shè)扶正機(jī)構(gòu)，提高了巡檢車應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的適應(yīng)能力。

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