[发明专利]一种用于管道检测与清理的软体微型机器人

权利要求书

1.一种用于管道检测与清理的软体微型机器人，其特征在于：包括清理模块和摆动模块；清理模块包括螺旋钻头，滑槽，微型马达，悬臂支架，万向摆块，导杆，鳍状外壳，能实时对管道内的堵塞物进行清理；摆动模块包括永久磁铁，通电线圈，堵头，万向节，旋转电机，压力传感器，利用了磁场力推动头部进行摆动以扩大视野；采用微型直流电机进行驱动，位移控制精度高，机械结构简单；通过对摆动模块的实时控制，能够实现在管道中进行全方位的检测。

2.根据权利要求1所述的一种用于管道检测与清理的软体微型机器人，其特征在于：所述摆动模块中的永久磁铁安装在旋转电机的上表面，其上表面为S极，下表面为N极；通电线圈与万向节连接，当线圈通以不同方向的电流时其与永久磁铁之间产生力的作用进行伸缩，万向节在线圈的作用下从而带动头部向不同方向进行摆动，扩大其探测视野，其旋转电机的上部安装堵头，在堵头的上表面及摆头的下表面分别安装压力传器；其摆头的最大摆动角度为：

其中：a为摆头旋转点与摆头下表面之间的垂直距离，b为摆头旋转点与万向节在摆头的下表面作用点之间的水平距离。

3.根据权利要求1所述的一种用于管道检测与清理的软体微型机器人，其特征在于：所述清理模块滑槽安装在机器人外壳的鳍状结构里，每个鳍状结构之间相隔90°；导杆两端分别置有一个万向摆块，两端的万向摆块分别与微型马达和滑槽进行连接，通过控制其向不同方向的摆动，使螺旋钻头能够对不同的位置进行清理；当检测到堵塞时，外壳上的鳍状结构将在悬臂支架的支撑下向外展开，螺旋钻头在滑槽的作用下向外推出，通过导杆和万向摆块的作用，使螺旋钻头能够完成对不同位置处堵塞物的清理。

4.一种根据权利要求1所述的用于管道检测与清理的软体微型机器人的使用方法，其特征在于，其工作步骤如下：

第一步，机器人在螺旋桨的驱动下向前推进，当前进到管道的拐角处时，中央微处理器会对拐角进行分析，控制摆头摆动的角度以及旋转电机旋转的角度，再通过螺旋桨向前推进从而使机器人能够顺利通过拐角；

第二步，通过中央微处理器的输入输出端口直接采集图像信息，中央微处理器对通电线圈电流大小和方向以及摆动模块下方旋转电机旋转角度的实时控制，能够使摆头带动图像采集模块对管道内部进行全方位检测；

第三步，当图像采集模块检测到管道内部出现堵塞时，上位机会根据对采集出来的图像进行分析，向下位机输入对应的执行指令；

第四步，当下位机接收到上位机发出的执行指令时，通过中央微处理器对清理模块进行控制，使鳍状结构在悬臂支架的作用下向外展开，然后螺旋钻头在滑槽的作用下向前推出，通过导杆和万向摆块的作用，使螺旋钻头能够完成对不同位置处堵塞物的清理。