在石油化工、制冷與核發(fā)電等行業(yè)中大量使用著形狀各異、內(nèi)徑不等的各種管道， 長期使用所造成的腐蝕或機(jī)械損傷會(huì)引起裂縫， 容易釀成重大事故。管內(nèi)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展為該問題的解決提供了一條新的途徑。小口徑管內(nèi)機(jī)器人主要指適用管道直徑小于 80mm ［ 1］ 、可攜帶相關(guān)儀器設(shè)備進(jìn)入管道內(nèi)部進(jìn)行無損檢測或維修的移動(dòng)平臺(tái)， 通過及時(shí)獲得管道內(nèi)壁的實(shí)時(shí)狀態(tài)參數(shù)可減小因管道泄漏所帶來的環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)損失。小口徑管內(nèi)機(jī)器人的研究機(jī)構(gòu)在國外主要有東京 工 業(yè) 大 學(xué)、名 古 屋 大 學(xué)、Denso 公 司、 MET TEC 公 司、三 菱 公 司、L. M 。 S 實(shí) 驗(yàn) 室、 L. A. B實(shí)驗(yàn)室、L. A. I實(shí)驗(yàn)室， 以及美國加州理工大院等; 國內(nèi)則主要有上海大學(xué)、上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、廣州工業(yè)大學(xué)與國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)等。一個(gè)完整的具有自主驅(qū)動(dòng)能力的管內(nèi)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)由移動(dòng)機(jī)構(gòu)、管道內(nèi)部環(huán)境識(shí)別與檢測系統(tǒng)、信號(hào)傳遞和動(dòng)力傳輸系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成［ 2］ 。其中移動(dòng)機(jī)構(gòu)是確保管內(nèi)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)有效運(yùn)動(dòng)的核心部分， 主要包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與支撐機(jī)構(gòu)， 前者為機(jī)器人的動(dòng)力輸出部分， 后者則負(fù)責(zé)與管壁產(chǎn)生接觸， 形成力與形的封閉。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形式主要有電機(jī)式、氣壓式、壓電陶瓷（ PZT ） 式、超強(qiáng)磁致合金（ GM A ） 式、記憶合金（ SM A） 式; 支撐機(jī)構(gòu)則主要有輪式、彈性腿式、SM A 式、氣囊式和其他擠壓結(jié)構(gòu)形式等。上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu)不同類型機(jī)構(gòu)之間相互組合可形成多種形式的管內(nèi)機(jī)器人， 但由于小口徑管道的尺寸限制， 其移動(dòng)方式主要表現(xiàn)為輪式、蠕動(dòng)式與振動(dòng)式三種類型。