[发明专利]一种柔性藤型机器人及其驱动方法和应用

权利要求书

1.一种柔性藤型机器人，包括外壳（1）、电机（5）、柔性筒膜（6）、固定嘴（7）、进气管（8）、气源和头盖装置（11）；其特征在于：还包括转向装置（10）；所述的外壳（1）的内腔封闭设置，且通过进气管（8）与气源连接；带轴（9）支承在外壳（1）中，并由电机（5）驱动旋转；柔性筒膜（6）的内端固定在带轴（9）上，且成卷绕置在带轴（9）上；所述柔性筒膜（6）的外端穿过固定嘴（7）的中心孔，且柔性筒膜（6）的外端边缘与固定嘴（7）的嘴口边缘密封连接；

所述的转向装置（10）包括n个条形气囊（10-1），n≥3；n个条形气囊（10-1）沿着未翻卷的柔性筒膜（6）内侧面的周向依次排列；各条形气囊（10-1）均沿着柔性筒膜（6）的长度方向布置；n个条形气囊（10-1）的一侧边缘均与柔性筒膜（6）内侧面固定；条形气囊（10-1）充气后将沿径向膨胀，且沿轴向缩短；各条形气囊（10-1）的充气口（10-2）均靠近固定嘴（7）设置；n根条形气囊（10-1）内的气压能够独立控制；

所述的头盖装置（11）安装柔性筒膜（6）喷出部分的尖端，能够随柔性筒膜（6）的喷出和缩回，进行前进和后退；所述的头盖装置（11）包括外盖组件和内芯组件；外盖组件设置在柔性筒膜（6）的外侧；内芯组件设置在柔性筒膜（6）的内侧；内芯组件的位置被限制在外盖组件内；所述的柔性筒膜（6）从内芯组件的中心位置进入，并从外盖组件与内芯组件之间的间隙伸出；

所述的外盖组件包括顶端头盖（11-1）和尾端头盖（11-2）；顶端头盖（11-1）卡接在尾端头盖（11-2）的头部；所述顶端头盖（11-1）的内部中心位置固定有摄像头（11-6），顶端头盖（11-1）的外部安装有机械夹手（11-7）；所述的尾端头盖（11-2）的尾部设置有多个向内倾斜的第一安装架；各第一安装架的尾端均支承有第一导向轮（11-8）；各第一安装架的内侧均固定有第一磁铁（11-9）；

所述的内芯组件包括第一内部盖（11-3）、第二内部盖（11-4）和第三内部盖（11-5）；第一内部盖（11-3）的尾端与第三内部盖（11-5）的头端卡接；第一内部盖（11-3）位于顶端头盖（11-1）的内侧；第一内部盖（11-3）的头端支承沿自身轴线的周向均布的多个转轮（11-15）；第三内部盖（11-5）位于尾端头盖（11-2）的内侧；

所述第三内部盖（11-5）的尾部设置有多个向内倾斜的第二安装架；各第二安装架的尾端均支承有第二导向轮（11-11）；各第一安装架的外侧均固定有第二磁铁（11-10）；各第一导向轮（11-8）与各第二导向轮（11-11）分别接触；各第一磁铁（11-9）与各第二磁铁（11-10）分别对齐并相互吸引；

所述第二内部盖（11-4）安装在第一内部盖（11-3）和第三内部盖（11-5）的内侧；第二内部盖（11-4）的内侧安装有两个滚筒式电机（11-12）；所述滚筒式电机（11-12）的滚筒外侧安装有滚针轴承（11-13）；所述的滚针轴承（11-13）的端面通过径向棘轮（11-14）与滚筒式电机（11-12）的滚筒端面相连，径向棘轮（11-14）在柔性筒膜（6）向外伸出时自由转动，径向棘轮（11-14）在柔性筒膜（6）向内收卷时，卡紧滚筒，此时通过滚筒式电机（11-12）驱动滚筒转动来收拢柔性筒膜（6）。

2.根据权利要求1所述的一种柔性藤型机器人，其特征在于：还包括前盖板（3）和后盖板（4）；外壳（1）的前端与前盖板（3）密封连接；外壳（1）的后端与后盖板（4）密封连接；后盖板（4）的中部开设有进气孔，进气管（8）与后盖板（4）上的进气孔密封连接；前盖板（3）的中部开设输出孔；固定嘴（7）与前盖板（3）的输出孔密封连接；所述的外壳（1）主体呈圆筒状；外壳（1）内安装有内安装座（2）；内安装座（2）沿外壳（1）的轴向滑动连接；所述的内安装座（2）的前端设置有环形固定圈（2-1）；外壳（1）前端设有环形固定槽，环形固定圈（2-1）嵌入环形固定槽内；前盖板（3）压紧环形固定圈（2-1）；所述的电机（5）固定在内安装座（2）上；带轴（9）的两端与内安装座（2）的两侧转动连接；带轴（9）与电机（5）的输出轴通过带轮机构（9-1）传动连接。