[发明专利]一种柔性机器人

说明书

本发明公开了一种柔性机器人，包括柔性臂以及用于驱动所述柔性臂转向的转向机构，所述柔性臂包括位于内侧的内收缩部以及位于所述内收缩部外侧的外伸展部，所述外伸展部包括内壁和外壁以及位于所述内壁和外壁之间的隔膜，所述隔膜与内壁和外壁之间形成子气囊，多个所述子气囊沿所述柔性臂的长度方向排列设置，且所述外伸展部的同一周向上至少设置有两个子气囊；所述子气囊包括正常状态和转弯状态，所述正常状态下，所述子气囊内的压力与所述内收缩部和外伸展部之间形成主气囊，所述主气囊的压力相同；所述转弯状态下，所述子气囊内的压力与外部的环境压力相同；所述转向机构用于控制所述子气囊在所述正常状态和转弯状态之间进行转变。

技术领域

本发明涉及机器人和管道内窥技术领域，尤其涉及一种柔性机器人。

背景技术

现有技术中，针对长距离、多支路管路系统的内部视觉检测，一直没有很好的解决方案，难以实现检测，或设备结构复杂、造价高昂，且无法通过变截面通道，难以实现管道内部转向。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种能够在管道内部实现转向的柔性机器人。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种柔性机器人，包括柔性臂以及用于驱动所述柔性臂转向的转向机构，所述柔性臂包括位于内侧的内收缩部以及位于所述内收缩部外侧的外伸展部，所述内收缩部的端部向外伸展后形成所述外伸展部，所述内收缩部和外伸展部之间形成主气囊，所述主气囊的压力大于外部的环境压力；

所述外伸展部包括内壁和外壁以及位于所述内壁和外壁之间的隔膜，所述隔膜与内壁和外壁之间形成子气囊，多个所述子气囊沿所述柔性臂的长度方向排列设置，且所述外伸展部的同一周向上至少设置有两个子气囊；

所述子气囊包括正常状态和转弯状态，所述正常状态下，所述子气囊内的压力与所述主气囊的压力相同；所述转弯状态下，所述子气囊内的压力与外部的环境压力相同；所述转向机构用于控制所述子气囊在所述正常状态和转弯状态之间进行转变。

在本发明的一些优选实施例，每个所述子气囊对应的内壁和外壁上均设置有磁控阀，所述转向机构包括电磁铁，所述电磁铁用于控制所述磁控阀的开启和关闭。内壁上的磁控阀可以连通主气囊与子气囊以使得二者的气压相同，子气囊位于正常状态；外壁上的磁控阀可以连通外部与子气囊以使得子气囊泄压，实现转向。而通过控制电磁铁的通电状态实现对磁控阀的开关控制，进而实现子气囊与内部主气囊连通充压、保持压力，或与外部空间连通泄压实现柔性臂的转向。

在本发明的一些优选实施例，同一个所述子气囊的内壁和外壁上的磁控阀位于不同的横截面上，以方便控制同一子气囊的状态，避免两个磁控阀之间出现干扰。

在本发明的一些优选实施例，包括用于向所述主气囊内充入介质的填充机构，所述填充机构用于使得所述主气囊的压力大于外部的环境压力，并使得所述内收缩部沿其长度方向向外伸展。通常情况下优选介质为气体，则填充机构用于向主气囊内填充气体以使得内部的气压大于外部的气压，提供内收缩部向前延伸的动力以形成外伸展部。本发明中的机器人也可用于水下探测和监测环境下，此时，介质可以优选为液体，但同时需要加强部件的密封效果。

在本发明的一些优选实施例，所述转向机构包括用于驱动所述转向机构沿所述内收缩部移动的夹持机构，所述夹持机构包括分别夹持在所述内收缩部两侧的第一滚轮和第二滚轮以及用于驱动所述第一滚轮和第二滚轮转动的驱动器。驱动器优选为电机，即电机驱动第一滚轮和第二滚轮转动，且由于第一滚轮和第二滚轮夹持在内收缩部上，使得夹持机构和转向机构能够沿着内收缩部移动到需要转向的位置上。

在本发明的一些优选实施例，所述转向机构包括壳体，所述电磁铁和夹持机构设置在所述壳体内，所述电磁铁的数量和同一周向上各子气囊的数量相同。即若同一周向上对称设置有两个子气囊，那么电磁铁的数量就为对应的两个；若同一周向上对称设置有四个子气囊，那么电磁铁的数量就为对应的四个。壳体上开设有用于供内收缩部贯穿的贯穿孔。