[发明专利]一种柔性管道机器人

说明书

本发明公开了一种柔性管道机器人，包括软手指模块、前足模块、主干模块、后足模块、和连接模块；主干模块的前端和后端分别连接前足模块和后足模块；软手指模块和前足模块安装在连接模块上；主干模块包括至少三个绕轴心间隔分布的气腔，通过给气腔加正压或负压，主干模块具有伸长或缩短的状态，通过给部分气腔加正压，主干模块具有弯曲的状态；前足模块包括前足气腔，通过给前足气腔加正压，前足模块具有直径变大的状态；后足模块包括后足气腔，通过给后足气腔加正压，后足模块具有直径变大的状态；软手指模块包括至少三个软手指，通过给软手指加正压，软手指具有向轴心处弯曲的状态以用于抓取管道内的物体。本发明能够更加彻底地疏通堵塞的管道。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种柔性管道机器人。

背景技术

管道作为城市基础设施建设必不可少的一部分，复杂且密集地排布于每处建筑物中，用于排放污染物，与人类的生活密切相关。由于管道内部流通空间受到直径的限制，常常会面临堵塞的风险，进而影响污染物的正常运输，因此需要通过特定的手段对其进行疏通，用于管道疏通的机器人可以分为刚性和柔性。

刚性管道机器人通过传统机械结构配合电机驱动实现整体机构的运动，机器人通过支撑机构对管道内壁产生足够大的压力，以实现机器人在管道内部的稳定运动，但刚性管道机器人能够适应的管道内径非常有限，此外机器人的刚性机构较为笨重，并需要支撑机构对管道内壁施加极大的压力，容易对管道内壁造成损伤。

柔性管道机器人是在软气动执行器这一概念出现的基础下所提出的一种新型的管道机器人类型，主要是由柔软的硅橡胶材料制成，并通过气泵、电磁阀、导气管、控制板等部件控制执行器内部的压强，进而实现机器人整体的运动控制，能够自适应不同内径的管道，具有结构紧凑、成本低廉、制作方便、质量轻便等优点。但现有的柔性管道机器人所能够适应的管道内径受到足部膨胀收缩范围的限制，适应性仍有很大的提升空间。

此外，现有的柔性管道机器人对于管道内部堵塞物的疏通方式为前顶式，通过机器人在前进方向上的运动推动堵塞物在管道内部前进，进而实现堵塞物的疏通。但该方式需要机器人对堵塞物产生足够大的压力，而且没有从根本上消除管道内部的堵塞物，容易造成二次堵塞。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明涉及一种柔性管道机器人。

本发明的技术方案如下：

一种柔性管道机器人，包括软手指模块、前足模块、主干模块、后足模块、和连接模块；所述主干模块的前端连接所述前足模块，所述主干模块的后端连接所述后足模块；所述软手指模块安装在所述连接模块上，所述前足模块与所述连接模块连接；所述主干模块包括至少三个气腔，所述气腔绕轴心间隔分布，通过给所有气腔的内部加正压或负压，所述主干模块具有伸长或缩短的状态，通过给所述气腔中的部分气腔的内部加正压，所述主干模块具有弯曲的状态；所述前足模块包括前足气腔，通过给所述前足气腔的内部加正压，所述前足模块具有直径变大的状态；所述后足模块包括后足气腔，通过给所述后足气腔的内部加正压，所述后足模块具有直径变大的状态；所述软手指模块包括至少三个软手指，通过给所述软手指的内部加正压，所述软手指具有向轴心处弯曲的状态以用于抓取管道内的物体。

优选地，还包括真空吸盘模块，所述真空吸盘模块与所述连接模块连接，用于吸附被所述软手指抓取的物体。