[实用新型]一种气动式仿生软体管道机器人

说明书

本实用新型公开了一种气动式仿生软体管道机器人，包括：前基体、后基体、软体硅胶连接壳、前燃料舱和后燃料舱，所述前燃料舱连接在前基体前端，后燃料舱连接在后基体的尾端，所述前基体与后基体通过软体硅胶连接壳连接在一起，所述前基体和后基体的中心均开有轴向中心孔，所述轴向中心孔内放入弹簧，所述前后基体与所述弹簧相互连接。所述前基体与所述后基体内部均开有多条微型气体通道，所述微型气体通道相互配合，完成软体机器人的转向和前进。本实用新型实现了一种拥有多自由度、灵活性更高的气动式仿生软体管道机器人。

技术领域

本发明涉及一种用于狭小管道和变径管道的探测和操作等非结构工作环境中作业的气机器人，尤其是一种气动式仿生软体管道机器人。

背景技术

随着科学技术以及社会的快速发展，机器人也越来越多地应用在各种领域，例如医疗、工业以及抗震救灾等。近年来，越来越多的机器人被投入到一些空间狭小的非结构工作环境中去。

虽然经过多年发展，机器人在各个领域，尤其是管道探测和维修领域大显身手，但现行机器人大多是由金属等构成的刚体机器人。刚体机器人虽具有很高的运动精度，但在以下方面仍然存在不足：在复杂地形缺乏稳定性、灵活性和环境适应性；在狭窄的管道空间内的通过能力受限；输出体积比不高；控制上也较复杂。而若借鉴仿生学的一些结构于理论，运用软体结构，并保证控制精度，则可以避免刚体机器人的以上不足。

软体机器人是仿生机器人研究的延续，模仿自然界中的软体动物，具有无限多自由度和连续变形能力，如今，软体机器人也越来越受到重视，现有的软体机器人大都采用高压气体驱动，气体驱动具有良好的压缩性能和弯曲性能，但大多采用压缩气泵来进行气体供给，这就使得机器人在操控上以及能源供给上产生了极大的不便，如果机器人能够自身携带气体供给装置，就会极大地提高机器人的灵活性和运行距离。

现在管道铺设已经成为各行业中必不可少的重要环节，在一些狭小的管道环境中，使用传统的刚体机器人进行探测和维修已经无法满足日益强烈的高精度、高质量要求，因此发明一款可以拥有多自由度，灵活性更高的软体管道机器人是亟待解决的问题。

发明内容

为了克服传统刚体管道机器人的灵活性差、适应性差，自由度少的缺点，本发明设计了一款拥有多自由度、灵活性好，能适应狭小空间管道的气动式仿生软体机器人。

为了解决上述难题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种气动式仿生软体管道机器人，其包括：

前基体、后基体、软体波纹连接管、前燃料舱和后燃料舱，所述前燃料舱连接在前基体前端，后燃料舱连接在后基体的尾端，所述前基体与后基体通过软体波纹连接管连接在一起，所述前基体和后基体的中心均开有轴向中心孔，所述轴向中心孔内放入弹簧，所述前后基体与所述弹簧相互连接。

所述前基体内部开有气体通道以及气腔，所述前基体包含四条气体通道，每个通道包含两个气腔，通过不同气体通道的开关闭合，使机器人在气压的作用下产生不同方向和角度的弯曲，从而实现机器人不同方位的转向；

所述后基体包含两条气体通道，上通道包含五个气腔，下通道包含三个气腔，通过气腔的相互作用，使机器人产生上下的弯曲，使机器人蠕动式前进；后基体作为驱动机构。

进一步地，所述前、后燃料舱分别固定在一种气动式仿生软体管道机器人的两端，同时并分别为所述软体机器人的前基体和后基体提供动力，所述前、后燃料舱即为一种气动式仿生软体管道机器人的动力源装置，为机器人运动提供动力。

进一步地，所述机器人的驱动机构为机器人的后基体部分，所述机器人后基体的驱动方式为气动式，通过所述后燃料舱内的燃料发生化学反应所释放的气体来驱动机器人的运动。

进一步地，所述前基体与后基体中心均开有轴向中心孔，中心孔内安装有弹簧，所述弹簧可以起到约束以及增强韧性作用。