[發明專利]一種用于狹小空間內壁缺陷監測的智能軟體機器人的制造方法

有效

• 申請號: 201710710316.3
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107471192B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 蔣維濤;劉紅忠;李甜;牛東;陳邦道;史永勝;尹磊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B25J7/00
• 分類號: B25J7/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種用于狹小空間內壁缺陷監測的智能軟體機器人，包括A智能材料層，A智能材料層上表面四周設有B智能材料層，A智能材料層上表面中心搭載監測及信號處理系統，A智能材料層微結構側接觸狹窄管道內液體，B智能材料層感應外部驅動源發射的刺激，對其實施遠程驅動，監測及信號處理系統對狹小空間內壁缺陷進行在線監測；監測及信號處理系統監測到的缺陷圖像經過數據傳輸單元傳輸給狹小空間外的信號接收及顯示系統，實時在移動過程中監測到的內壁形貌圖像；本發明能夠在狹小空間外進行遠程操控，直接獲取狹小空間內壁缺陷圖象，監測準確度高且軟體機器人具有結構簡易，靈活性高，與狹小空間相容性好，在無創或者微創的前提下治愈疾病的優點。

技術領域

本發明屬于微納傳感器設計與制造技術領域，具體涉及一種用于狹小空間內壁缺陷監測的智能軟體機器人。

背景技術

狹小空間如狹窄管道、生物體內血管等，其中，管道作為給水、排水、長距離輸送石油等各種工業裝置中液體的運輸載體，在經過長期使用后管道內壁會腐蝕變薄以及出現裂紋等，嚴重時會發生泄漏事故。目前常用的管道內壁缺陷監測方法有電磁探傷和超聲波脈沖技術，電磁探傷容易受到管內液體的干擾，超聲波探傷技術是通過接收反射回的超聲波信號，根據波形間接判斷裂紋尺寸、形狀和位置，以上均屬于間接監測，對技術的依賴性較高，很難保證監測精度；工業上常用的在線監測方法有ER電阻探針腐蝕測量、LPR線性極化腐蝕測量、電化學噪聲技術及電阻腐蝕監測傳感器法都是針對管道內壁缺陷中的腐蝕情況進行監測，并不能對裂紋等其他缺陷進行監測，應用范圍存在局限性，且監測裝置結構復雜，體積龐大，系統零部件繁多，結構的剛性使其環境適應性較差，在狹窄空間內的運動受到限制，無法通過狹窄尺度的通道；其次，對于生物體內血管，目前的內壁缺陷監測是將超聲導管插入病人的靜脈血管內沿螺旋路徑運動，通過向血管內壁發射超聲能量脈沖串，根據反射回的信號分析血管壁板狀沉淀物的特征，也屬于間接監測，很難保證監測精度的同時還給人體帶來創傷與痛苦。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種用于狹小空間內壁缺陷監測的智能軟體機器人，能夠在狹小空間外進行遠程操控，直接獲取狹窄管道或血管內壁缺陷圖象，監測準確度高且軟體機器人具有結構簡易，靈活性高，與狹小空間相容性好，在無創或者微創的前提下治愈疾病的優點。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種用于狹小空間內壁缺陷監測的智能軟體機器人，包括A智能材料層4，A智能材料層4上表面四周設有B智能材料層5，A智能材料層4上表面中心搭載監測及信號處理系統6，A智能材料層4微結構側接觸狹小空間8內液體，B智能材料層5感應外部驅動源9發射的刺激，對其實施遠程驅動，監測及信號處理系統6對狹小空間8內壁缺陷進行在線監測；監測及信號處理系統6監測到的缺陷圖像經過數據傳輸單元7傳輸給狹小空間8外的信號接收及顯示系統10，實時在移動過程中監測到的內壁形貌圖像。

所述的A智能材料層4所用聚合物混合液為聚合物彈性體，包括聚二甲基硅氧烷PDMS。

所述的B智能材料層5所用聚合物納米復合材料，納米材料包括但不限于多孔納米粒子、碳納米管、石墨稀。

所述的外部驅動源9發射的刺激包括但不限于電場、磁場、光場。

一種用于狹小空間內壁缺陷監測的智能軟體機器人制造方法，包括以下步驟：

1)先在基底1表面旋涂正性光刻膠2，然后利用曝光顯影工藝，將掩膜版圖形轉移到光刻膠層2表面；

2)在具有掩膜版圖形的光刻膠層2表面濺射金屬層3；

3)利用丙酮將基底1表面的光刻膠層2去除，光刻膠層2上的金屬層3也同時被去除；

4)以金屬層3作掩蔽，對圖形化基底進行深硅刻蝕，刻蝕圖形的周期與深度均為微米級，得到基底表面微結構陣列；