[0003] 本发明的目的在于提供一种管道检测软体机器人及其驱动方法。
[0004] 本发明一种管道检测软体机器人，包括头部模块、中部伸缩模块和尾部模块。头部模块与尾部模块通过中部伸缩模块连接。头部模块和尾部模块结构相同，均包括绕线辊、机壳、外侧连接盘、内侧连接盘、绳索和弹性薄片。外侧连接盘与内侧连接盘间隔设置，且通过多片连接弹性薄片连接。各弹性薄片的两端分别位于外侧连接盘、内侧连接盘相对侧面的边缘处。两个绕线辊均安装在外侧连接盘上。两根绳索的一端均与内侧连接盘的内侧面固定，另一端穿过外侧连接盘，并分别缠绕固定在两个绕线辊上。两根绳索分别位于外侧连接盘中心轴线的两侧。
[0005] 所述的中部伸缩模块包括弹簧和伸缩驱动组件。伸缩驱动组件包括驱动壳、伸缩驱动电机、主动齿轮和从动齿轮。主动齿轮和n个从动齿轮均支承在驱动壳内，n≥2。n个从动齿轮沿着主动齿轮均与主动齿轮啮合。主动齿轮由伸缩驱动电机驱动。n根弹簧的一端与n个从动齿轮分别固定。中部伸缩模块的两端与头部模块、尾部模块内的内侧连接盘分别固定。
[0006] 作为优选，两个夹壁电机均固定在机壳内；两个夹壁电机的输出轴与两个绕线辊分离固定。绕线辊的轴线平行于外侧连接盘的中心轴线。绕线辊的外端端部设置有锥形绕线盘。锥形绕线盘的内侧面为限位面，限位面垂直于绕线辊的轴线。锥形绕线盘的侧部设置有引线槽。引线槽的一侧侧面呈螺旋状。
[0007] 作为优选，各弹性薄片沿着外侧连接盘的中心轴线的周向均布。
[0008] 作为优选，所述弹性薄片的外侧面中部设置防滑沟壑纹路。
[0009] 作为优选，所述弹性薄片的横截面呈弧形，且内凹面朝内设置。
[0010] 作为优选，所述机壳的外表面涂有光滑涂层。
[0011] 作为优选，所述头部模块内的机壳的外端安装有摄像头。尾部模块内的外侧连接盘的外侧面上安装有控制系统和无线充电系统。
[0012] 作为优选，所述的机壳采用弹性材料。
[0013] 该管道检测软体机器人的驱动方法，包括弹射前进方法、普通前进方法和转向方法。
[0014] 弹射前进方法具体如下：
[0015] 步骤一、头部模块和尾部模块内的各绕线辊同步正转收卷绳索，使头部模块和尾部模块的弹性薄片向外凸出抵住管道的内侧壁。
[0016] 步骤二、伸缩驱动电机正转，带动n根弹簧发生正向扭转，弹簧的正向扭转是指使得弹簧由螺旋状趋向于伸直的转动。
[0017] 步骤三、头部模块内的两个绕线辊同步反转释放绳索，使得头部模块内的弹性薄片恢复原状；此时，由于n根弹簧在伸长的趋势下弹出，推动头部模块向前弹射移动；弹簧将头部模块弹出到最远位置时或到达最远位置之前，头部模块内的两个绕线辊同步正转收卷绳索，头部模块的弹性薄片向外凸出抵住管道的内侧壁。
[0018] 步骤四、伸缩驱动电机9反转，带动n根弹簧反向扭转；之后，尾部模块内的两个绕线辊同步反转释放绳索，使得尾部模块内的弹性薄片恢复原状；n根弹簧拉动尾部模块向前移动。
[0019] 步骤五、重复步骤一至四，即可持续向前弹射前进。
[0020] 普通前进方法具体如下：
[0021] 步骤一、尾部模块内的两个绕线辊同步正转收卷绳索，使尾部模块的弹性薄片均弯曲向外凸出抵住管道的内侧壁。
[0022] 步骤二、伸缩驱动电机正转，带动n根弹簧发生正向扭转。n根弹簧伸长，推动头部模块向前移动；
[0023] 步骤三、头部模块内的两个绕线辊同步正转收卷绳索，使头部模块的弹性薄片向外凸出抵住管道的内侧壁。
[0024] 步骤四、伸缩驱动电机反转，带动n根弹簧反向扭转，n根弹簧长度缩短，拉动尾部模块向前移动。
[0025] 步骤五、重复步骤一至四，即可持续向前移动。
[0026] 转向方法具体如下：
[0027] 步骤一、尾部模块内的两个绕线辊同步正转收卷绳索，使尾部模块的弹性薄片向外凸出抵住管道的内侧壁。
[0028] 步骤二、伸缩驱动电机正转，带动n根弹簧发生正向扭转。n根弹簧伸长，推动头部模块向前移动；
[0029] 同时，两根绳索中靠近目标方向一侧的那根绳索对应的夹壁电机正转，使得靠近目标转向方向一侧的那根绳索释放出来的部分缩短，头部模块向目标转向方向弯曲，便于更好的将头部模块导向目标方向。
[0030] 步骤三、步骤二中未被收卷的那根绳索对应的夹壁电机正转，使得头部模块的所有弹性薄片均弯曲抵住管道内侧壁。
[0031] 步骤四、伸缩驱动电机反转，带动n根弹簧反向扭转，n根弹簧长度缩短，拉动尾部模块向前移动。
[0032] 步骤五、若已经转向到位，则按照普通前进方法继续前进；若头部模块还在弯管中，则再次执行步骤一至四，直到头部模块离开弯管。
[0033] 本发明具有的有益效果是：
[0034] 1、本发明采用软体结构，受到外力阻碍(如遇到弯管)时，弹簧和具有弹性机壳能够进行适应性变形，从而在对管道进行检测时降低了对管道的或者自身结构的损坏。
[0035] 2、本发明利用弹簧的扭转能够进行弹射式前进，这样的好处是前进速度更快，更能有效突破一些障碍等。
[0036] 3、本发明采用无缆式运行，将电池与控制系统集成到软体机器人中，电池可采用无线充电的方式进行充电，可长时间在管道内运作。
[0037] 4、本发明的弹性薄片采用仿生沟壑结构，可以充分增加弹性薄片与管道间的摩擦力，保证软体机器人在运动时不滑落。
