一种仿生蠕动型管道内爬行器及其爬行方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109899622A(43)申请公布日2019.06.18(21)申请号201910202965.1(22)申请日2019.03.18(71)申请人厦门理工学院地址361024福建省厦门市集美区理工路600号(72)发明人袁和平李伟(74)专利代理机构厦门智慧呈睿知识产权代理事务所(普通合伙)35222代理人杨玉芳(51)Int.Cl.F16L55/38(2006.01)F16L101/12(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种仿生蠕动型管道内爬行器及其爬行方法(57)摘要本发明提供了一种仿生蠕动型管道内爬行器及其爬行方法，涉及仿生机器人技术领域。其中，这种仿生蠕动型管道内爬行器包括：推进部和至少两个足部；足部包括：足部气囊；沿足部气囊周向设置的多个轮组；第一气泵组件，控制足部气囊沿管道径向伸缩，实现足部与管道内壁的固定或分开；推进部连接于两个足部之间，包括：中轴气囊；第二气泵组件，控制中轴气囊沿管道轴向伸缩。本发明通过利用气泵组件对足部和推进部进行有序的充放气，实现爬行器在管道内的蠕动爬行，具有很好的稳定性和经济性。CN109899622ACN109899622A权利要求书1/2页1.一种仿生蠕动型管道内爬行器，其特征在于，包括：推进部(1)和至少两个足部(2)；所述足部(2)包括：足部气囊(21)；沿所述足部气囊(21)周向设置的多个轮组(22)；第一气泵组件，控制所述足部气囊(21)沿管道径向伸缩，实现所述足部(2)与管道内壁的固定或分开；所述推进部(1)连接于两个所述足部(2)之间，包括：中轴气囊(11)；第二气泵组件，控制所述中轴气囊(11)沿管道轴向伸缩。2.根据权利要求1所述的仿生蠕动型管道内爬行器，其特征在于，所述轮组(22)包括连接板(221)、安装于所述连接板(221)上的两根支杆(222)以及设于两根所述支杆(222)之间并可沿所述支杆(222)的轴向进行滑动的滑轮(223)，所述连接板(221)连接至所述足部气囊(21)，所述支杆(222)外套设有弹簧(224)，所述滑轮(223)通过一滑轮轴与两个所述弹簧(224)固定连接，所述滑轮(223)受外力时能够压缩所述弹簧(224)进行径向运动。3.根据权利要求2所述的仿生蠕动型管道内爬行器，其特征在于，所述支杆(222)远离所述连接板(221)的端部设有支撑块(225)，所述支撑块(225)包括固定端(225A)和支撑端(225B)，所述固定端(225A)连接所述支杆(222)，所述支撑端(225B)为弧状凸起。4.根据权利要求3所述的仿生蠕动型管道内爬行器，其特征在于，所述支撑块(225)由弹性材料制成。5.根据权利要求1所述的仿生蠕动型管道内爬行器，其特征在于，所述足部(2)上设有至少三个所述轮组(22)，多个所述轮组(22)沿周向均匀布置。6.根据权利要求1所述的仿生蠕动型管道内爬行器，其特征在于，相邻足部(2)上的所述轮组(22)间隔均匀的交错排布。7.根据权利要求1所述的仿生蠕动型管道内爬行器，其特征在于，所述推进部(1)包括中轴套管(12)、设置于所述中轴套管内部的中轴气囊(11)和弹簧组件(13)，所述中轴套管(12)设有弹性软管段，所述中轴气囊(11)的两端分别与两个所述足部(2)活动连接，所述弹簧组件(13)的两端分别连接至两个所述足部(2)。8.根据权利要求1所述的仿生蠕动型管道内爬行器，其特征在于，所述中轴气囊(11)包括伸缩部(111)和连接于所述伸缩部(111)两端的固定部(112)，所述伸缩部(111)能够受力沿轴向伸缩，所述固定部(112)与所述足部(2)相铰接，并可相对于所述足部(2)在水平方向转动。9.根据权利要求7所述的仿生蠕动型管道内爬行器，其特征在于，每个所述足部气囊(21)外部均设有壳体(23)，所述弹簧组件(13)为至少四根沿所述管道径向伸缩的拉伸弹簧，四根所述拉伸弹簧沿所述中轴气囊(11)的周向均匀布置，且其两端分别连接至两个所述足部气囊(21)的壳体(23)上。10.一种仿生蠕动型管道内爬行器的爬行方法，其特征在于，应用如权利要求1-9任意一项所述的仿生蠕动型管道内爬行器，包括以下步骤：将所述仿生蠕动型管道内爬行器置于管道入口处，沿所述仿生蠕动型管道内爬行器的爬行方向，相邻两足部(2)分别为前足和后足；重复以下步骤直至所述仿生蠕动型管道内爬行器运动至目标位置：S1，控制所述后足的第一气泵组件，使所述后足与管道内壁固定；2CN109899622A权利要求书2/2页S2，控制所述第二气泵组件对所述中轴气囊(11)充气，使所述中轴气囊(11)沿轴向延伸，带动所述前足在管道内向前蠕动；S3，控制所述前足的第一