书名：管道机器人技术
定价：48.0
ISBN：9787511482358
作者：郭岩宝,张政
版次：1
出版时间：2026-01

内容提要：
本书系统介绍了智能管道机器人的基础理论、关键技术及行业应用，内容涵盖管道巡检、维修、服务及人工智能融合等前沿领域。全书共分八章，回顾了国内外管道机器人的发展历程，在典型机器人案例及技术难点分析基础上，探讨机器人设计、导航定位、传感与数据采集等核心理论，结合油气行业的实际需求，讲述了管道爬行机器人、管道巡检机器人、管道作业机器人的技术实现、挑战与发展趋势，并探讨人工智能在管道机器人领域的创新应用。 本书可作为高等院校机器人工程、油气储运等专业的教材使用，也可供从事管道检测、维护及智能装备研发的工程技术人员学习参考。



作者简介：
郭岩宝，副教授，博士生导师，现在中国石油大学（北京）机械与储运工程学院机电工程系任教，现主要从事微尺度表界面科学、摩擦学与表面科学、石油机械/装备失效与风险评价等方面的研究。先后主持并参加了5项国家自然科学基金；2项国家重大基础研究计划（973）；2项国家重点研发计划；中国博士后科学研究基金；十二五国家科技支撑计划等多项课题的研究工作，共发表学术论文40余篇，其中SCI收录30篇、EI收录35篇，获得国家授权发明专利8项。博士论文获中国石油大学（北京）*博士学位论文，入选校青年拔尖人才计划，中国石油大学（北京）*教师，中国石油大学（北京）大学生科技创新*指导教师。 张政，中国石油大学（北京）讲师，博士。英国南安普顿大学联合培养博士。主要从事油气智能装备、机器人设计及控制系统的教学与研究工作。先后参与国家科技重大专项、国家自然科学基金和重点实验室开放基金等多项项目研究。研究成果在Tribology International、Wear、Journal of Loss Prevention in the Process Industries等期刊上发表多篇学术论文，获得多项国家专利。

目录：

1绪论(1)

1.1管道机器人的发展历程(1)

1.2管道机器人的技术原理(1)

1.3管道机器人的应用场景(2)

1.4管道机器人的未来发展方向(3)

参考文献(3)

2管道机器人发展史(4)

2.1国内外管道机器人发展进程(4)

2.2典型管道机器人介绍(7)

2.2.1轮式管道机器人的简介及原理(7)

2.2.2履带式管道机器人的简介及原理(9)

2.2.3蠕动式管道机器人的简介及原理(10)

2.2.4流体驱动式管道机器人的简介及原理(11)

2.3技术难点及当前挑战(12)

2.3.1管道机器人控制问题(12)

2.3.2管道机器人定位问题(13)

2.3.3管内外通信问题(13)

2.3.4管道机器人能源供给问题(14)

2.4前景展望(14)

2.4.1智能化发展(14)

2.4.2创新供能技术(15)

2.4.3环境适应性(16)

2.4.4可靠通信技术(16)

3管道机器人基础理论(17)

3.1机器人设计及构建(17)

3.1.1结构设计(17)

3.1.2材料选择原则(25)

3.1.3灵活性与适应性(29)

3.2导航与定位(34)

3.2.1惯性导航原理(35)

3.2.2视觉定位原理(36)

3.2.3激光测距原理(42)

3.3传感器与数据采集(45)

3.3.1传感器介绍(45)

3.3.2数据采集(48)

3.4管道机器人通信技术(48)

3.4.1有线通信研究(48)

3.4.2无线通信(50)

参考文献(51)

4管道机器人技术应用与管道产业发展(52)

4.1管道产业挑战与技术发展概述(52)

4.2效率提升与成本降低(54)

4.2.1技术应用概述(54)

4.2.2典型场景案例解析(55)

4.2.3管道机器人应用成本分析(57)

4.2.4产业生态长远价值(59)

4.3*标准体系迭代升级(60)

4.3.1风险管控机制设计(60)

4.3.2新标准规范构建(61)

4.3.3事故预防性策略(61)

4.3.4作业人员*保障体系(61)

4.4技术创新发展路径(62)

4.4.1核心技术演进方向(62)

4.4.2智能检测技术应用(63)

4.4.3数据采集与分析系统(65)

4.4.4未来技术发展趋势研判(66)

4.5环境友好与可持续发展实践(67)

4.5.1环境影响削减策略(67)

4.5.2资源利用效率提升路径(68)

4.5.3可持续发展目标(69)

4.5.4未来发展挑战与应对(70)

参考文献(72)

5管道爬行机器人技术(74)

5.1管道爬行机器人技术概述(74)

5.1.1技术背景(74)

5.1.2技术特点(74)

5.2管道爬行机器人技术实现(74)

5.2.1抱紧式爬行机器人(74)

5.2.2仿生式爬行机器人(75)

5.2.3履带吸附式机器人(76)

5.2.4抱紧、卡紧式机器人(77)

5.2.5其他分类方式(78)

5.3管道爬行机器人技术的应用(79)

5.3.1管道检测(79)

5.3.2环境监测(80)

5.3.3灾难救援(82)

5.4管道爬行机器人技术的挑战与发展趋势(83)

5.4.1技术挑战(83)

5.4.2适应更复杂的环境(84)

5.4.3提高检测精度和稳定性(86)

5.4.4提高能源效率和续航能力(87)

5.5发展趋势与展望(89)

5.5.1发展新驱动与导向技术(89)

5.5.2引入人工智能与机器学习技术(90)

5.5.3多机器人协同与智能化发展(93)

参考文献(94)

6管道巡检机器人(95)

6.1管道巡检机器人发展现状(95)

6.2管道巡检机器人结构及仿真(96)

6.2.1履带式管道巡检机器人(97)

6.2.2履带式巡检机器人爬坡力学分析(98)

6.2.3履带式巡检操作环境(100)

6.2.4履带式巡检机器人运动仿真(102)

6.3管道巡检机器人视觉系统关键技术(103)

6.3.1视觉系统总体设计(103)

6.3.2视觉系统硬件设计(105)

6.3.3视觉系统软件设计(107)

6.4管道巡检机器人卷积神经网络研究(108)

6.4.1卷积神经网络模型(109)

6.4.2卷积神经网络学习范式(111)

6.4.3卷积神经网络正则化(113)

6.5巡检协同牵引机器人(113)

6.6管道巡检机器人展望(114)

参考文献(115)

7管道作业机器人(116)

7.1管道作业机器人概述(116)

7.1.1技术背景(116)

7.1.2技术特点(116)

7.2管道作业机器