在航空發(fā)動機(jī)和煉油機(jī)等復(fù)雜系統(tǒng)中，需要大量輸送水、氣體和油的管道，有各種直徑、變化的曲率，并覆蓋較長距離，還需要定期從外部和內(nèi)部進(jìn)行管道檢修。

目前已開發(fā)的各種管道巡檢機(jī)器人包括輪式、腿足式、履帶式等運(yùn)動機(jī)構(gòu)，通常采用電磁電機(jī)驅(qū)動，適用于大口徑管道的檢測。但是在直徑小于一厘米的微細(xì)管道，機(jī)器人卻很難實(shí)現(xiàn)。

該項(xiàng)研究提出了一種智能材料驅(qū)動的微型管道檢測機(jī)器人（重量 2.2 克，長度 47 毫米，直徑 < 10 毫米），適應(yīng)亞厘米直徑和變化曲率的復(fù)雜管道。材料方面使用了高功率密度、長壽命的介電彈性體致動器作為人造肌肉，采用基于智能復(fù)合微結(jié)構(gòu)的高效錨固單元作為傳動裝置，使用具有可調(diào)節(jié)數(shù)目的磁單元來快速組裝機(jī)器人，以適應(yīng)不同管道的復(fù)雜幾何形狀。通過考慮軟材料的獨(dú)特特性（如粘彈性和動態(tài)共振）來分析機(jī)器人的動態(tài)特性，并相應(yīng)地調(diào)整驅(qū)動電壓的頻率和相位，以優(yōu)化機(jī)器人的運(yùn)動速度。

在實(shí)驗(yàn)中，為了驗(yàn)證機(jī)器人的管道檢測能力，在其正面安裝了一個微型攝像頭，機(jī)器人以不同的速度成功完成了一組管道巡檢任務(wù)演示。該技術(shù)將來有望在航空發(fā)動機(jī)管路檢修等領(lǐng)域發(fā)揮作用。

清華大學(xué)機(jī)械系研發(fā)微小型管道機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)亞厘米級管道高效探測，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，管道機(jī)器人在多介質(zhì)、多材質(zhì)、變管徑的復(fù)雜管道中行進(jìn)和探測。