在航空航天飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)等復(fù)雜系統(tǒng)中，包含大量直徑曲率不同、輸送水、氣的管道。為避免事故發(fā)生，管道需定期檢測、探傷、維護(hù)。內(nèi)孔爬行機(jī)器人可以代替人員進(jìn)入狹窄危險(xiǎn)的管道進(jìn)行探測，而適應(yīng)性強(qiáng)、檢出率高是這類機(jī)器人的核心要求。本項(xiàng)目將彈性板引入機(jī)器人設(shè)計(jì)，利用彈性板大變形和整體張拉構(gòu)型設(shè)計(jì)制造一款新型內(nèi)孔爬行機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜管道輪腿雙模式爬行和管道內(nèi)障礙缺陷識(shí)別。

（1）運(yùn)動(dòng)能力方面，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜管道的輪腿雙模式運(yùn)行，能夠通過圓管，D型管等；越障能力方面能越過或者避開裂縫、突起等。

（2）觸覺感知方面，利用貼附在彈性板表面的應(yīng)變片提供機(jī)器人姿態(tài)信息。

（3）視覺識(shí)別方面，利用視覺系統(tǒng)組件對(duì)管道內(nèi)部情況進(jìn)行特征提取和識(shí)別，提供機(jī)器人下一步運(yùn)動(dòng)的決策數(shù)據(jù)。

（4）步態(tài)規(guī)劃與控制方面，通過觸覺、視覺感知系統(tǒng)數(shù)據(jù)和機(jī)器人當(dāng)前位姿，得到驅(qū)動(dòng)信息，實(shí)現(xiàn)高精度、高魯棒性的運(yùn)動(dòng)控制。

（1） 本項(xiàng)目完成了柔性桿整體張拉內(nèi)孔爬行機(jī)器人設(shè)計(jì)與制造，實(shí)現(xiàn)了直徑150mm~250mm復(fù)雜管道的輪腿雙模式運(yùn)動(dòng)，具有較高的靈活性和適應(yīng)性。

（2） 本項(xiàng)目建立了彈性板大變形模型，設(shè)計(jì)了多通道集成的應(yīng)變片電壓采集系統(tǒng)，利用冗余數(shù)量傳感器實(shí)現(xiàn)機(jī)器人位姿精準(zhǔn)實(shí)時(shí)獲取。

（3） 本項(xiàng)目基于YOLOv8算法實(shí)現(xiàn)了管道缺陷和障礙物類型的高效識(shí)別，并通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)局部管道環(huán)境重建。

（4） 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了基于多層感知機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高效正運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算方法和高效閉環(huán)控制策略，實(shí)現(xiàn)步態(tài)規(guī)劃和精準(zhǔn)控制。