油罐清洗机器人发展简介

摘 要 油料品质是制约用油装备使用效能和影响其使用寿命的重要因素，定期清洗储油罐是保证油料质量的有效手段之一。本文就目前国内外清洗机器人研究现状进行了简要总结。

关键词 油料 油罐清洗机器人 稳定性

中图分类号：TQ028 文献标识码：A

油罐在长期储运过程中，油品含有的少量机械杂质、泥土、重金属盐类以及石蜡和沥青质等重油成分因自身比重差而自然下沉，在罐底会形成一层黑稠胶状物质，即罐底油泥。油泥数量一般高达储油罐容量的5%，不仅影响油品的储运，而且其中含有多种重金属离子以及酚类、芳香烃、蒽、芘等有毒有害的有机物，严重影响了油品的质量，甚至腐蚀罐体，影响油罐的安全储运，必须定期对罐底油泥进行清理。

目前，储油罐的清洗方式主要有人工入罐清洗和机械设备清洗两种。人工清洗储油罐的整个过程包括空罐、蒸罐、通风、气检、进人、推出油泥另外处理等步骤。这种方式准备工作工序复杂繁多、危险性较大、甚至污染环境，且完成清洗作业所需时间较长，但所需设备简单、技术含量低，因此在大部分发展中国家，人工清洗油罐仍占据主导地位。机械清洗则是以加热软化、化学助溶、水力击碎等方法的辅助流化理念，在电子自控技术的基础上，开发出的系统化自动清洗技术。

随着计算机技术、控制理论、人工智能理论、光机电一体化以及传感器等技术的不断成熟和发展，机器人技术得到了广泛应用，极大地提高了劳动生产率，降低了产品成本、减小了人的劳动强度，改善了工作条件，扩大了人类的认知范围。作为智能服务机器人的一种，清洗机器人现已广泛应用于管道清洗、公共场所地板清洗、大型建筑物的玻璃清洗和飞机、船舶表面清洗等方面，其作业对象一般是附着或者粘附在物体表面的污垢、污泥等有害、较难清洗的物质。

清洗机器人属于服务机器人，一般指专门用于清洗行业的半自主或全自主工作的机器人。它不但可以实现人工劳力进行的清洗作业，而且在人力无法作业的非结构环境中进行极限作业，极大地提高了劳动效率、改善了劳动环境，在现实生活中得到了广泛应用。随着科学技术的发展及社会的需要，清洗机器人正在朝着小型化、便捷化、自动化和智能化的方向發展，其应用范围将会愈加广泛，甚至遍及人类的日常生活当中。

1国外清洗机器人研究现状

日本是世界上最早进行清洗机器人研究和制作的国家。1966年，大阪府立大学的西亮利用电风扇的负压吸附原理制作了世界上第一台壁面移动机器人的样机，在1975年西亮对其进行改进，利用单吸盘吸附原理，制作了轮式垂直壁面移动机器人的二号样机。

化工机械技术服务株式会社利用真空泵产生负压的技术，采用单吸盘吸附模式，制造了一种清洗核电站内壁的Walker机器人，但无法在有裂缝的壁面上行走。BE公司设计了一种轨道移动式智能擦窗机器人，虽然清洗效率很高，但要求建筑物在建造时就需预先铺设固定轨道，造价过为昂贵。

欧美国家对清洗机器人设计开发和制造技术的也较为先进。德国弗朗霍夫研究所开发出可用于清洗玻璃幕墙的SIRIUSc系列机器人，利用楼顶提升机构进行本体的移动，而且可在两个长条式的框架机构作用下实现越障和本体的位姿调整。弗朗霍夫生产技术与自动化研究所（IPA）为清洗莱比锡商业大厦玻璃幕墙而研发设计的智能清洗机器人。美国的卡内基梅隆大学开发的用于核电站等危险场所的壁面清洗、核废料清除的远程作业机器人（RWV）。

随着科技的发展和社会的需要，清洗机器人已广泛应用于社会生活当中，而不仅仅是用于清洗建筑物的壁面、玻璃幕墙，从油烟管道到家庭居室的角落，从水下舰船表面到空中飞机壁面，清洗机器人都得到了广泛的应用。目前，用于家庭室内地板清扫、吸尘的机器人技术已经极为成熟，基本上可以实现自我避障的智能路径规划，如瑞典的三叶虫清扫机器人、美国麻省理工大学研制的Scooba智能吸尘机器人、日本Smarbo家用清洁机器人等。国外用于风管清洗的机器人技术也比较成熟，国际上针对风管清洗的机器人生产厂家不下20家，如瑞典的Wintcleang机器人、丹麦Danduct机器人、易格尔风管清洗机器人等。美国Stoneage公司开发了一种履带驱动式的管道水射流清洗机器人，但对管径的适应能力和射流对中性仍需进一步加强。

2国内清洗机器人研究现状

我国的清洗机器人研究起步较晚，但是发展速度很快，上海大学率先进行清洗机器人的研发工作，上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、哈尔滨工程大学、北京航空航天大学等也都在该研究领域取得了许多突破性成果。代表性的机器人有：哈尔滨工业大学开发的用于清洗玻璃幕墙CLR-II型机器人。

在美国卡内基梅隆大学的Wolfe研发的ANDI机器人的十字构型基础上，北京航空航天大学研发出了一系列的清洗机器人，如Cleanbot-I型清洗机器人、灵巧擦窗机器人、蓝天洁宝系列玻璃幕墙清洗机器人等。哈尔滨工程大学研制的水下船体表面清洗机器人，它主要采用永磁吸附式双履带吸附在船体表面，能够不影响船体的正常行驶对船体表面的附着物进行清洗。

上海交通大学与甘肃电力公司联合开发出一种用于清除发电厂高压绝缘子的超高压带电清洗机器人（HVCR）。在飞机表面的清洗机器人研发上，我国在借鉴美国、日本等国的研究经验，开发出了用于飞机表面清洗的“清洗巨人”，不但可以清除飞机表面的附着物和污染物，保证飞机安全起降和表面整洁美观，还可以节省大量劳动力，经济效益较高。

参考文献

[1] 石熠，陈家庆，刘美丽，代峰燕，金晶.大型立式储油罐机械清洗技术及其工程应用进展[J].油气储运，2014，10（3）：52-55.

[2] 霍明明.储油罐机械清洗技术在油田的应用研究[J].黑龙江科技信息，2015（8）.

[3] 崔洁.储运油泥快速检测及预处理方法研究[D].浙江大学，2016.