[发明专利]内置式双向气泵自调控气流蠕动柔性机器人

说明书

本发明提供了一种内置式双向气泵自调控气流蠕动柔性机器人。该机器人包括：头端气囊、伸缩气囊、尾端气囊、电源模块、控制模块和双向气泵。当外界环境为有害气体或气体较少时，该机器人可以增加附加气囊，形成封闭内气流循环，反之则不需要附加气囊，直接与外界气体交换，形成开放外气流循环；该机器人既可以是多个双向气泵协同工作控制气囊收缩，也可以是单个双向气泵与多个微型电磁阀协同工作控制气囊收缩，让机器人蠕动前进。该机器人将气泵内置到机器人内部，不再需要外部气管和外置气泵给气或者排气。通过本发明，解决了气囊式蠕动机器人运动的灵活性低的问题，提高了机器人的灵活性。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种内置式双向气泵自调控气流蠕动柔性机器人。

背景技术

管道机器人是一种可沿管道内壁行走的机械，它可以携带各种检测仪器或者作业装置，在操作人员的遥控或者自主控制下进入管道内部，完成管道缺陷探伤、管内加工等任务。现有技术中公开的相关技术，如申请号200810106352.X公开了一种柔性蠕动的管道机器人，这种管道机器人对变径管道的适应性较小。

为了解决变径管道适应性问题，本申请的发明人研究了一种气泵外置的气囊式蠕动机器人，该机器人通过外置的气泵向气囊给气膨胀后自适应地贴合变径管道从而提高对变径管道的适应性。但是进一步研究发现，利用外置气泵向气囊给气的机器人存在缺陷：由于外置气泵和气囊式蠕动机器人之间通过气管连接，机器人的活动范围受到气管的限制，而过长的气管影响了机器人运动的灵活性。

发明内容

本发明提供了一种内置式双向气泵自调控气流蠕动柔性机器人，以解决相关技术中气囊式蠕动机器人运动的灵活性低的问题。

本发明实施例提供了一种内置式双向气泵自调控气流蠕动柔性机器人，包括：头端气囊、伸缩气囊、尾端气囊、电源模块、控制模块和双向气泵，其中，

所述电源模块用于为所述双向气泵和所述控制模块供电；

所述头端气囊、所述伸缩气囊和所述尾端气囊沿轴向依次连接；

所述控制模块用于控制所述双向气泵向所述头端气囊给气或排气，所述头端气囊通过所述双向气泵的给气或排气而沿径向膨胀或收缩；所述控制模块用于控制所述双向气泵向所述尾端气囊给气或排气，所述尾端气囊通过所述双向气泵的给气或排气而沿径向膨胀或收缩；所述控制模块用于控制所述双向气泵向所述伸缩气囊给气或排气，所述伸缩气囊通过所述双向气泵的给气或排气而沿轴向伸长或缩短。

可选地，所述机器人无需外接气源，所述双向气泵的给气和排气均在所述机器人内部流动；或者所述双向气泵与外部环境连接，以实现所述机器人内部的气囊与外部环境之间的气体交换。

可选地，所述机器人还包括附加气囊，所述附加气囊用于存储气体。

可选地，所述机器人还包括安装平台，所述安装平台设置在所述头端气囊和所述伸缩气囊的连接处，或者设置在所述尾端气囊和所述伸缩气囊的连接处，或者在所述头端气囊和所述伸缩气囊的连接处合和所述尾端气囊和所述伸缩气囊的连接处各设置一个安装平台。

可选地，所述双向气泵、电源模块和控制模块设置在所述安装平台上。

可选地，所述安装平台为两个相互配合且密封连接的法兰盘，其中一个法兰盘与伸缩气囊连接，另一个法兰盘与头端气囊和/或尾端气囊连接。

可选地，所述双向气泵的数量为一个；所述机器人还包括：通道、电控开关，其中，所述头端气囊、所述尾端气囊和所述伸缩气囊分别通过一个独立的通道与所述一个双向气泵的一个气管连接，在每个独立的通道上都设置有电控开关；所述一个双向气泵的另一个气管与附加气囊或者外部环境连接。

可选地，所述双向气泵包括：头端气囊双向气泵、尾端气囊双向气泵和伸缩气囊双向气泵，其中，