清华大学机械系研发凝小型管道机器人，实现亚厘米级管道高效探测

IT之家 5 月 29 日传言，据清华大学官网传言，近日，清华大学工程学系现代部门学与EVA化时配备实验室研制了一种可在亚厘米级管路中都高效运动的管路人造卫星EVA。

在航空业发动机和钢铁厂机等十分复杂系统中都，有大量用于运载水、气体和油的管路。通常，这些管路具有各种厚度、变化时的维度，并伸展较宽的距离。为确保它们西北面良好的临时工状态，必须定期从外部和核心进行管路维修保养。目前已开发设计的各种管路巡检EVA包含轮式、腿足式、履带式等运动部门，多采用电磁电机涡轮机，适用于大口径管路的检测。当涉及到厚度多于一厘米的微细管路时，EVA的尺寸很难按比重减小。

微型管路EVA在弯曲管路中都行进

本项临时工提出了一种智能材料涡轮机的微型管路检测EVA（总重量 2.2 克，较宽 47 毫米，厚度 < 10 毫米），可以适应亚厘米厚度和变化时维度的十分复杂管路。EVA采用高功率密度、长寿命的介电弹性体致动器作为人造肌肉，采用基于智能复合微结构的高效锚固单元作为传动装置，使用具有可调节数目的磁单元来快速组装EVA，以适应不同管路的十分复杂几何形状。通过考虑软材料的独特特性（如粘弹性和动态共振）来分析EVA的动态特性，并相应地调整涡轮机电压的频率和相位，以优化时EVA的运动速度。这个基于高频蠕动运动原理的管路EVA由外部的缆线来提供动力，在亚厘米大小的管路中都实现了水平和垂直快速运动（速度：1.19 身长 / 秒）。此外，它能够在不同几何形状的管路（变径管、L 形管、S 形管、螺旋形管等）、不同的填充介质（空气、油等）和不同铝制（玻璃、金属、碳纤维等）的管路中都高速行进。为了验证其管路检测能力，EVA正面安装了一个微型摄像头，从外部控制该EVA，EVA以不同的速度成功完成了一组管路巡检任务演示。该技术将来有望在航空业发动机管路维修保养等各个领域发挥作用。

该成果以“用于亚厘米级管状状况通讯系统的管路检测EVA”（A pipeline inspection robot for navigating tubular environments in the sub-centimeter scale）纪实登载在《科学・EVA》（Science Robotics）上。

管路EVA在多介质、多铝制、变管径的十分复杂管路中都行进和人造卫星

学术论文第一所写为清华大学工程学工程系英国剑桥大学汤超，通讯所写为工程学工程系副教授赵慧婵，其他所写包含工程学工程系教授刘辛军和 2021 级博士生杜伯源、2018 级博士生姜淞文、2019 级硕士生邵琦、2019 级博士生北旭光。该团队直到现在一直专注于EVA各个领域无关研究。本项临时工受到了国家自然科学基金青年基金、面上重大项目以及相辅相成EVA重大研究构想等重大项目的反对。

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