[發明專利]一種柔性驅動的主動轉向型管道機器人

在審

• 申請號: 202110867597.X
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113357482A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 吳俊然;房德磊;張峻霞;韓智敏;欒慎濤;吳永豪;張帥;溫文
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: F16L55/40
• 分類號: F16L55/40;F16L55/32;F16L101/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種柔性驅動的主動轉向型管道機器人，其特征在于：包括至少一個柔性伸縮模塊以及沿柔性伸縮模塊長度方向兩端布置的兩個柔性支撐模塊。所述柔性支撐模塊通過膨脹與收縮，完成管道內壁支撐與脫離，所述柔性伸縮模塊通過收縮與復位，最終完成管道機器人自主轉向移動。

2.根據權利要求1所述的柔性驅動的主動轉向型管道機器人，其特征在于：所述柔性支撐模塊包括柔性支撐端蓋、鎖緊鋼帶、鎖緊螺釘、中心管、柔性支撐體、流體通道孔以及端蓋連接螺釘孔。所述柔性支撐端蓋是環形結構，同軸布置在柔性支撐體兩端。所述柔性支撐體內側同軸配合柔性支撐端蓋外圓，膠接密封。所述中心管同軸配合柔性支撐端蓋內環，膠接密封。柔性支撐體與中心管形成環形腔，隨著驅動流體進入與排出，實現柔性支撐模塊膨脹與收縮。

3.根據權利要求1所述的柔性驅動的主動轉向型管道機器人，其特征在于：所述柔性伸縮模塊包括連接板、球鉸鏈、彈簧卡座、復位彈簧、柔性伸縮體以及連接螺釘孔。所述柔性伸縮體，是具有彈性的細長型柔性腔體，隨著驅動流體的進入與排出，柔性伸縮體可以沿其長度方向收縮與伸長。所述復位彈簧具有延展性，能夠在收縮或者伸長后復位。柔性伸縮體與復位彈簧布置在兩連接板之間，柔性伸縮體兩端分別連接球鉸鏈，兩球鉸鏈底座分別固定在連接板；復位彈簧兩端分別連接彈簧卡座，彈簧卡座固連在連接板。

4.根據權利要求1所述的柔性驅動的主動轉向型管道機器人，其特征在于：所述一個柔性伸縮模塊包含三個柔性伸縮體、三個復位彈簧，復位彈簧與柔性伸縮體相對于管道機器人周向均勻相間分布，任意兩者之間夾角為60度。

5.根據權利要求1所述的柔性驅動的主動轉向型管道機器人，其特征在于：所述柔性伸縮體隨著驅動流體的進入實現其長度方向收縮，通過柔性伸縮體不同收縮狀態，實現柔性伸縮模塊彎曲狀態，實現管道機器人自主轉向效果。

6.根據權利要求1所述的柔性驅動的主動轉向型管道機器人，其特征在于：所述復位彈簧用于柔性伸縮體收縮后伸長復位，實現柔性伸縮模塊狀態復原。

7.根據權利要求1所述的柔性驅動的主動轉向型管道機器人，其特征在于：控制不同柔性伸縮體不同伸縮程度，實現管道機器人自主轉向，結合兩端柔性支撐模塊的膨脹與收縮，實現機器人在管內的移動。

8.根據權利要求1所述的柔性驅動的主動轉向型管道機器人，其特征在于：所述管道機器人增加一個柔性伸縮模塊，即增加三個柔性伸縮體以及三個復位彈簧；增加柔性支撐模塊，機器人彎道通過性能與牽引性能增強。