[发明专利]一种用于狭小空间内壁缺陷监测的智能软体机器人的制造方法

说明书

一种用于狭小空间内壁缺陷监测的智能软体机器人，包括A智能材料层，A智能材料层上表面四周设有B智能材料层，A智能材料层上表面中心搭载监测及信号处理系统，A智能材料层微结构侧接触狭窄管道内液体，B智能材料层感应外部驱动源发射的刺激，对其实施远程驱动，监测及信号处理系统对狭小空间内壁缺陷进行在线监测；监测及信号处理系统监测到的缺陷图像经过数据传输单元传输给狭小空间外的信号接收及显示系统，实时在移动过程中监测到的内壁形貌图像；本发明能够在狭小空间外进行远程操控，直接获取狭小空间内壁缺陷图象，监测准确度高且软体机器人具有结构简易，灵活性高，与狭小空间相容性好，在无创或者微创的前提下治愈疾病的优点。

技术领域

本发明属于微纳传感器设计与制造技术领域，具体涉及一种用于狭小空间内壁缺陷监测的智能软体机器人。

背景技术

狭小空间如狭窄管道、生物体内血管等，其中，管道作为给水、排水、长距离输送石油等各种工业装置中液体的运输载体，在经过长期使用后管道内壁会腐蚀变薄以及出现裂纹等，严重时会发生泄漏事故。目前常用的管道内壁缺陷监测方法有电磁探伤和超声波脉冲技术，电磁探伤容易受到管内液体的干扰，超声波探伤技术是通过接收反射回的超声波信号，根据波形间接判断裂纹尺寸、形状和位置，以上均属于间接监测，对技术的依赖性较高，很难保证监测精度；工业上常用的在线监测方法有ER电阻探针腐蚀测量、LPR线性极化腐蚀测量、电化学噪声技术及电阻腐蚀监测传感器法都是针对管道内壁缺陷中的腐蚀情况进行监测，并不能对裂纹等其他缺陷进行监测，应用范围存在局限性，且监测装置结构复杂，体积庞大，系统零部件繁多，结构的刚性使其环境适应性较差，在狭窄空间内的运动受到限制，无法通过狭窄尺度的通道；其次，对于生物体内血管，目前的内壁缺陷监测是将超声导管插入病人的静脉血管内沿螺旋路径运动，通过向血管内壁发射超声能量脉冲串，根据反射回的信号分析血管壁板状沉淀物的特征，也属于间接监测，很难保证监测精度的同时还给人体带来创伤与痛苦。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于狭小空间内壁缺陷监测的智能软体机器人，能够在狭小空间外进行远程操控，直接获取狭窄管道或血管内壁缺陷图象，监测准确度高且软体机器人具有结构简易，灵活性高，与狭小空间相容性好，在无创或者微创的前提下治愈疾病的优点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于狭小空间内壁缺陷监测的智能软体机器人，包括A智能材料层4，A智能材料层4上表面四周设有B智能材料层5，A智能材料层4上表面中心搭载监测及信号处理系统6，A智能材料层4微结构侧接触狭小空间8内液体，B智能材料层5感应外部驱动源9发射的刺激，对其实施远程驱动，监测及信号处理系统6对狭小空间8内壁缺陷进行在线监测；监测及信号处理系统6监测到的缺陷图像经过数据传输单元7传输给狭小空间8外的信号接收及显示系统10，实时在移动过程中监测到的内壁形貌图像。

所述的A智能材料层4所用聚合物混合液为聚合物弹性体，包括聚二甲基硅氧烷PDMS。

所述的B智能材料层5所用聚合物纳米复合材料，纳米材料包括但不限于多孔纳米粒子、碳纳米管、石墨稀。

所述的外部驱动源9发射的刺激包括但不限于电场、磁场、光场。

一种用于狭小空间内壁缺陷监测的智能软体机器人制造方法，包括以下步骤：

1)先在基底1表面旋涂正性光刻胶2，然后利用曝光显影工艺，将掩膜版图形转移到光刻胶层2表面；

2)在具有掩膜版图形的光刻胶层2表面溅射金属层3；

3)利用丙酮将基底1表面的光刻胶层2去除，光刻胶层2上的金属层3也同时被去除；

4)以金属层3作掩蔽，对图形化基底进行深硅刻蚀，刻蚀图形的周期与深度均为微米级，得到基底表面微结构阵列；