1. 作品序号：B-13-72

2. 作品名称：管道内壁污垢清除机器人

3. 主题类别：竞赛主题

4. 参赛学校：中国海洋大学

5. 参赛学生：罗水平、张皓、肖伟、李厚、杜汉文

6. 指导教师：刘贵杰

7. 作品简介： 

（1）应用领域和技术原理、用途:我们的目的是研究一种由电机驱动螺旋桨在水中产生推力推动装有半球形铣刀的管道除垢机器人铣削管道内壁污垢。除垢机器人分为3个模块，车削模块、自适应模块、推进模块，后面有电缆提供电能以及传递信号。我们确立了将管道内注满水，利用螺旋桨驱动，利用电机带动传动轴转动，从而带动螺旋桨运动。将螺旋桨放在最后，另外两个腔体上装上支撑轮，用来固定中心，确保切削中心与管道中心在同一轴线上。用另一个电机带动铣刀转动，前进切削管壁上的污垢，利用水流冲出废屑，铣刀设计成半橄榄球形，利用截面装上多层铣刀，分层切削污垢，半橄榄球形的刀头有利于固定轴心，便于切削顺利进行。

（2）技术性能指标:管道机器人切削污垢的能力达到80%以上，推进速度达到5〜8公里/小时，大大减少了人工清理的劳动强度，同时节省大量的时间精力以及清理费用。

（3）作品的创造性、先进性、可行性、实用性: 国内外，首次把管道机器人与铣刀结合，清洗管道，能够高效率的清洗有过多沉渣的管道，能够清洗硬度较大，且与管壁贴合较紧密的沉渣；多层次铣刀清洗模块。分多层次的铣刀模块，可以减少受力，更好的保护铣刀，而且，多层次铣刀模块可以更彻底的清洗管道；不同于以往的滚轮式驱动，我们应用了螺旋桨驱动，更方便制作与操作。

（4）作用意义:石油管道结垢带来很大的危害：停输除垢，更换设备、管道，造成输送无法连续运行，严重影响了企业的整体效益。管道除垢机器人可以实现地上管道和埋地下管道的污垢清除，清除质量高，不腐蚀管道，效果好，利用水流将切削下来的污垢冲出管外，大大提高了石油输送效率，增加经济效益，同时操作维护方便。可替代人工操作或者进入工人无法到达的场合进行操作，因此,该技术有着很髙的推广及应用价值。

（5）推广应用前景、效益分析与市场预测:开发适应在管道这一特殊环境下工作的特种管道机器人，使人脱离危险作业的生产第一线，减轻人的劳动强度，提高生产效率、减少不必要的损失是机器人发展的一个必然方向。 本文设计了一种石油管道除垢机器人，分析了其总体机械结构和除垢原理及方法。实现自适应管道直径的变化，清除质量高，不腐蚀管道，效果好，利用水流将切削下来的污垢冲出管外，同时操作维护方便。

（6）Solidworks三维图：