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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于管道勘察检测作业领域，提出了一种能够实现复杂管道内壁高速行进的智能软体机器人，包括软体机器人本体和辅助系统平台；软体机器人本体采用软材料，包括机器人驱动单元和机器人负压单元；辅助系统平台包括可控气泵和控制器；控制器控制可控气泵为机器人负压单元提供保持吸附于管道内壁的实时负压，机器人驱动单元使软体机器人本体在管道内壁上行进。本发明具有较强的柔顺性，适用于不同结构环境，可应对复杂曲面环境；机器人吸附在管道内壁上行进，具有较强的机动性；拥有图像处理能力，可对管道的结构进行建模，检测管道损伤及识别管道内物体。

主权项：1.一种能够实现复杂管道内壁高速行进的智能软体机器人，其特征在于，该智能软体机器人包括软体机器人本体1和辅助系统平台2，二者由气管10连接；软体机器人本体1包括检测摄像头3、机器人驱动单元4、机器人负压单元5和传感器；位于软体机器人本体1顶部前端设置检测摄像头3，底部设置机器人驱动单元4，底部中端设置机器人负压单元5，底部前端设置角度传感器8；机器人负压单元5呈圆环状，气压传感器9位于机器人负压单元5中，气管10一端连接可控气泵6，另一端布置于机器人负压单元5圆心处；辅助系统平台2包括可控气泵6和控制器7；控制器7分别连接可控气泵6、角度传感器8和气压传感器9；所述软体机器人在管道底部行进时：步骤1-1：软体机器人本体1放置于管道底部位置，辅助系统平台2中的控制器7控制可控气泵6对机器人负压单元5不产生负压；步骤1-2：机器人驱动单元4控制软体机器人本体1在管道底部高速行进；步骤1-3：利用检测摄像头3结合图像处理技术，完成对管道的结构进行建模，检测管道损伤及识别管道内物体工作；重复步骤1-2至步骤1-3，软体机器人本体1在管道底部高速行进，实现前进、后退、转向的同时完成机器人在管道底部建模、识别、检测相关工作；所述软体机器人由管道底部行进至管道顶部时：步骤2-1：软体机器人本体1放置于管道底部位置，辅助系统平台2中的控制器7控制可控气泵6对机器人负压单元5不产生负压；步骤2-2：机器人驱动单元4控制软体机器人本体1由管道底部向管道顶部高速行进；步骤2-3：角度传感器8将软体机器人本体1不断变大的角度信息传送给控制器7，根据切换控制策略，控制器7控制可控气泵6向软体机器人本体1提供不断增强的负压到机器人负压单元5中，以使软体机器人本体1能够一直吸附在管道内壁上；再通过气压传感器9实时判断机器人负压单元5中负压是否满足软体机器人本体1一直吸附在管道内壁上需要的负压，以保证软体机器人本体1在管道内壁不会脱落；步骤2-4：利用检测摄像头3结合图像处理技术，完成对管道的结构进行建模，检测管道损伤及识别管道内物体工作；重复步骤2-2至步骤2-4，实现软体机器人本体1吸附在管道内壁上由管道底部高速行进至管道顶部的同时完成机器人在管道中建模、识别、检测相关工作；所述软体机器人由管道顶部行进至管道底部时：步骤3-1：当软体机器人本体1由上述过程行进至管道顶部时，辅助系统平台2中的控制器7控制可控气泵6对机器人负压单元5产生程度最强的负压；步骤3-2：机器人驱动单元4控制软体机器人本体1由管道顶部向管道底部高速行进；步骤3-3：角度传感器8将软体机器人本体1不断变小的角度信息传送给控制器7，根据切换控制理论，控制器7控制可控气泵6向软体机器人本体1提供不断减小的负压到机器人负压单元5中，以使软体机器人本体1能够保证机动性的同时一直吸附在管道内壁上；再通过气压传感器9实时判断机器人负压单元5中负压是否满足软体机器人本体1一直吸附在管道内壁上需要的负压，以保证软体机器人本体1在管道内壁不会脱落；步骤3-4：利用检测摄像头3结合图像处理技术，完成对管道的结构进行建模，检测管道损伤及识别管道内物体工作；重复步骤3-2至步骤3-4，实现软体机器人本体1吸附在管道内壁上由管道顶部高速行进至管道底部的同时完成机器人在管道中建模、识别、检测相关工作；所述软体机器人在管道内任意方向、任意角度行进；步骤4-1：软体机器人本体1放置于管道底部位置，辅助系统平台2中的控制器7控制可控气泵6对机器人负压单元5不产生负压；步骤4-2：机器人驱动单元4控制软体机器人本体1使软体机器人本体1在管道内任意方向、任意角度高速行进；步骤4-3：软体机器人本体1在管道内行进位置不断变化，角度传感器8将软体机器人本体1不断变化的角度信息传送给控制器7，根据切换控制理论，控制器7控制可控气泵6向软体机器人本体1提供不断变化的负压到机器人负压单元5中，以使软体机器人本体1能够保证机动性的同时一直吸附在管道内壁上；再通过气压传感器9实时判断机器人负压单元5中负压是否满足软体机器人本体1一直吸附在管道内壁上需要的负压，以保证软体机器人本体1在管道内壁不会脱落；步骤4-4：利用检测摄像头3结合图像处理技术，完成对管道的结构进行建模，检测管道损伤及识别管道内物体工作；重复步骤4-2至步骤4-4，软体机器人本体1吸附在管道内壁上高速、远距离、任意角度行进的同时完成体机器人在管道内任意位置建模、识别、检测相关工作。

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