一种具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人的制作方法

本发明涉及软体机器人技术领域，具体为一种具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人。

背景技术：

软体机器人不同于机械类机器人，其本身材质更为纤薄，弹性更高，并且多不采用机械控制方式进行制动控制，软体机器人的设计灵感来源于仿生学，软体机器人模仿人类的内部构造或昆虫的外形架构等，尤其是后者，为了能够实现某一特殊用途，需要在软体机器人上布置多个且复杂的气路、油路或电路结构，以保证软体机器人能够正常完成相关的工作，软体机器人在隧道运输以及隧道采样方面均有所运用和发展。

然而现有的软体机器人在用于隧道时，不仅仅是对于软体机器人来说，对于大部分的隧道机器人来说同样，都不具有辅助动作的轨道结构，这就导致机器人在隧道中的行动实际上是非常不稳定的，机器人受环境因素的影响较大，非常不利于对机器人的灵活控制。

在中国发明专利申请公开说明书cn105500337a中公开的一种综合管廊巡检机器人，该种综合管廊巡检机器人，虽然使用无线网桥作为通讯方式，极大提高了机器人在综合管廊内部的通讯距离，使用了多种气体传感器，可以实时监测综合管廊内部各种气体浓度，对工作人员进入电缆隧道维修提供了安全保障，但是，该综合管廊巡检机器人，并没有解决机器人运动轨道的自供给问题，无法保证机器人活动的稳定性，在中国发明专利申请公开说明书cn107244275a中公开的一种多功能运输机器人，虽然该运输机器人除了能够对地面物品进行推拉的传统运输以外，还可以抬升物品，也能对一定高度的物品进行运输，实现机器人的多功能化运输，但是在应用于隧道环境时，该运输机器人的运输方式尚存在可以进行改进的地方，隧道内部的渣土等利用该发明中所介绍的方式并不好进行输送。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人，包括骨架和本体，所述骨架的侧面贯穿设置有滑槽，且骨架的左侧面固定连接有缓冲叠板，所述滑槽的内部设置有移动块，且移动块的左壁嵌装有斜拉伸缩杆，所述骨架的上端外侧设置有套座，且套座的左壁焊接有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的上方安置有第二伸缩杆，且第二伸缩杆的右端与套座的左壁焊接，所述骨架的底端一体化连接有气压控制箱，且气压控制箱的下方设置有气压伸缩杆，所述本体的右端一体化设置有托块，且本体设置在气压伸缩杆的下方外侧，所述气压伸缩杆从本体的内部竖向贯穿。

可选的，所述移动块与滑槽之间尺寸相互配合，所述斜拉伸缩杆的上端套设在第一伸缩杆的外侧，且斜拉伸缩杆共设置有两个，所述缓冲叠板呈圆弧形折叠状结构，所述气压控制箱的内部安置有气缸，且气缸的下部连接端与气压伸缩杆的上端连接。

可选的，所述气压伸缩杆的底端焊连有气盘，且气盘的下表面一体化连接有卡齿，所述卡齿在气盘的下表面均匀设置，且气盘通过气压伸缩杆与气缸构成升降结构。

可选的，所述托块的下方配装有滚轮，所述本体的首端外壁面贯穿有气口塞，所述本体的内部安置有橡胶囊，且橡胶囊的对称中心线与本体的对称中心线重合，所述本体的内外表面均等距固定设置有锯齿，且锯齿的内部开设有缓压槽。

可选的，所述本体呈螺旋盘状结构设置，且本体的中间固定设置有中间筒体，所述中间筒体的内部左上方安置有微型气泵，且中间筒体的内部中间贯穿有转轴。

可选的，所述中间筒体的外壁上方一体化连接有支撑架，且支撑架的上方螺钉安装有控制电机，所述控制电机的轴端套设有传动皮带，且传动皮带的下端与转轴的轴端套接，并且转轴通过传动皮带与控制电机构成传动结构。

可选的，所述中间筒体的左壁上方贯穿设置有气动拉杆，且气动拉杆与中间筒体的配合端为圆球状结构，所述气动拉杆与中间筒体的配合端与微型气泵的连接端连通，且气动拉杆的左端设置有抄料架，并且抄料架的侧面呈“l”字形结构，同时抄料架的底面左侧呈15°倾斜角度设置。

可选的，所述中间筒体的端面中间嵌入安置有扶杆的右端，且扶杆的左端与抄料架的右侧面下方连接，所述抄料架的左侧安装有夹持架，且夹持架的上端内部贯穿有贯穿杆，所述贯穿杆的一端设置有偏转气缸，且偏转气缸通过贯穿杆与抄料架构成偏转结构。

可选的，所述贯穿杆从抄料架的槽道结构中贯穿，且贯穿杆与抄料架的槽道结构之间尺寸相互配合，所述夹持架的正面下方一体化连接有压紧板，所述抄料架的上方固定设置有集料箱，且集料箱的内壁一体化连接有隔板，并且隔板沿集料箱的竖直方向平行等距设置有三个。

可选的，所述集料箱的外侧壁贯穿设置有抽吸管口，且集料箱的上方安置有集料电机，所述集料电机的下方轴端轴连接有中心轴，且中心轴从隔板的中心贯穿，所述中心轴的外壁呈螺旋状固定设置有携料扇叶，所述集料箱的正面下方开设有进料口。

本发明提供了一种具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人，具备以下有益效果：

1．该具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人，通过骨架构成整个机器人的支撑架体结构，利用移动块与滑槽之间的滑动配合，可以在骨架的基础上上下移动移动块，斜拉伸缩杆、第一伸缩杆和第二伸缩杆均为伸缩杆式结构，在移动块的移动过程中，斜拉伸缩杆会相应伸缩，斜拉伸缩杆主要是对第一伸缩杆提供斜向支撑，保证机器人支撑结构稳定可靠，缓冲叠板采用折叠结构设置，并且缓冲叠板采用的是塑料材质，因此具有良好的弹性，可以有效缓解本体收聚时对缓冲叠板所造成的冲击作用力，从而对本体提供良好的保护。

2．该具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人，通过本体的设置，构成软体机器人的主体结构部分，利用本体外壁与内壁均有设置的锯齿实现对本体的螺旋线状收聚目的，当本体展开时，则本体铺平的部分自然而然地便成了本体的行动轨道结构，利用锯齿之间的相互啮合配合，使得本体的展开和收聚过程动作快速，且稳定平衡，在本体收聚或展开的过程中，第一伸缩杆和第二伸缩杆随之相应伸缩，以满足整个机器人的结构变化要求，本体中设置的橡胶囊内部充有空气，使得橡胶囊本身具有良好的结构弹性和结构强度，以保证本体能够快速撑开，并且也使本体本身具有可收卷的结构柔性。

3.该具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人，本体围绕着中间筒体进行螺旋线式收卷，其中在中间筒体内部设置的转轴通过传动皮带与控制电机连接，控制电机启动后，通过传动皮带带动转轴旋转，从而为整个本体的收卷或放开动作提供机械动力支持，使得本体的收卷和放开动作更加快速、流畅和稳定，中间筒体内部的微型气泵利用泵压作用，可以增大或减小气动拉杆的内腔气压，当气动拉杆内部气压增大时，则气动拉杆伸长，反之则气动拉杆缩短，气动拉杆牵拉着抄料架，利用气动拉杆的长短变化，调节抄料架的倾斜角度大小，扶杆用于提供抄料架以底部支撑。

4．该具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人，通过托块和滚轮的设置，方便对软体机器人进行水平移动，气缸可以在气压作用下，控制气压伸缩杆伸缩，从而将气盘送向地面，或远离地面，当气盘贴近地面时，其底面的卡齿可以增大气盘与地面之间的摩擦力，从而实现对整个软体机器人进行位置固定的目的，气口塞在本体上的预留孔用于向本体内部充入压缩气体，使本体在气压作用下伸展开，缓压槽的设置，目的是使锯齿内部空心，使锯齿具有更好的承压能力，通过偏转气缸带动贯穿杆偏转，使夹持架相应发生角度偏转，从而可以将夹持架向下压动，利用压紧板能够对铲至到抄料架斜面上的隧道渣滓进行拦挡，有利于渣滓被顺利引入到集料箱中。

5.该具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人，通过集料箱对渣滓进行收集，在集料箱上，通过集料电机带动中心轴旋转，使携料扇叶随之旋转，并且携料扇叶呈螺旋状旋转，对由进料口进入集料箱内部的渣滓具有上提的作用，可以将渣滓上提，使渣滓停留在各隔板上，并在隔板上堆聚，利用抽吸管口可以将各层隔板上堆聚的渣滓进行取出，从而实现对隧道内部渣滓的采样目的。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明气压控制箱结构示意图；

图3为本发明本体结构示意图；

图4为本发明图3中a处放大结构示意图；

图5为本发明锯齿结构示意图；

图6为本发明夹持架结构示意图；

图7为本发明集料箱结构示意图。

图中：1、骨架；2、滑槽；3、缓冲叠板；4、移动块；5、斜拉伸缩杆；6、套座；7、第一伸缩杆；8、第二伸缩杆；9、气压控制箱；10、气缸；11、气压伸缩杆；12、气盘；13、卡齿；14、本体；15、托块；16、滚轮；17、气口塞；18、橡胶囊；19、锯齿；20、缓压槽；21、中间筒体；22、微型气泵；23、转轴；24、支撑架；25、控制电机；26、传动皮带；27、气动拉杆；28、扶杆；29、抄料架；30、夹持架；31、贯穿杆；32、偏转气缸；33、压紧板；34、集料箱；35、隔板；36、抽吸管口；37、集料电机；38、中心轴；39、携料扇叶；40、进料口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：一种具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人，包括骨架1和本体14，骨架1的侧面贯穿设置有滑槽2，且骨架1的左侧面固定连接有缓冲叠板3，滑槽2的内部设置有移动块4，且移动块4的左壁嵌装有斜拉伸缩杆5，骨架1的上端外侧设置有套座6，且套座6的左壁焊接有第一伸缩杆7，第一伸缩杆7的上方安置有第二伸缩杆8，且第二伸缩杆8的右端与套座6的左壁焊接，骨架1的底端一体化连接有气压控制箱9，且气压控制箱9的下方设置有气压伸缩杆11，移动块4与滑槽2之间尺寸相互配合，斜拉伸缩杆5的上端套设在第一伸缩杆7的外侧，且斜拉伸缩杆5共设置有两个，缓冲叠板3呈圆弧形折叠状结构，气压控制箱9的内部安置有气缸10，且气缸10的下部连接端与气压伸缩杆11的上端连接，利用移动块4与滑槽2之间的滑动配合，可以在骨架1的基础上上下移动移动块4，斜拉伸缩杆5、第一伸缩杆7和第二伸缩杆8均为伸缩杆式结构，在移动块4的移动过程中，斜拉伸缩杆5会相应伸缩，斜拉伸缩杆5主要是对第一伸缩杆7提供斜向支撑，保证机器人支撑结构稳定可靠，缓冲叠板3采用折叠结构设置，并且缓冲叠板3采用的是塑料材质，因此具有良好的弹性；

气压伸缩杆11的底端焊连有气盘12，且气盘12的下表面一体化连接有卡齿13，卡齿13在气盘12的下表面均匀设置，且气盘12通过气压伸缩杆11与气缸10构成升降结构，气缸10可以在气压作用下，控制气压伸缩杆11伸缩，从而将气盘12送向地面，或远离地面，当气盘12贴近地面时，其底面的卡齿13可以增大气盘12与地面之间的摩擦力，从而实现对整个软体机器人进行位置固定的目的，本体14的右端一体化设置有托块15，且本体14设置在气压伸缩杆11的下方外侧，气压伸缩杆11从本体14的内部竖向贯穿，托块15的下方配装有滚轮16，本体14的首端外壁面贯穿有气口塞17，本体14的内部安置有橡胶囊18，且橡胶囊18的对称中心线与本体14的对称中心线重合，本体14的内外表面均等距固定设置有锯齿19，且锯齿19的内部开设有缓压槽20，通过托块15和滚轮16的设置，方便对软体机器人进行水平移动，气口塞17在本体14上的预留孔用于向本体14内部充入压缩气体，使本体14在气压作用下伸展开，缓压槽20的设置，目的是使锯齿19内部空心，使锯齿19具有更好的承压能力；

本体14呈螺旋盘状结构设置，且本体14的中间固定设置有中间筒体21，中间筒体21的内部左上方安置有微型气泵22，且中间筒体21的内部中间贯穿有转轴23，本体14围绕着中间筒体21进行螺旋线式收卷，中间筒体21的外壁上方一体化连接有支撑架24，且支撑架24的上方螺钉安装有控制电机25，控制电机25的轴端套设有传动皮带26，且传动皮带26的下端与转轴23的轴端套接，并且转轴23通过传动皮带26与控制电机25构成传动结构，转轴23通过传动皮带26与控制电机25连接，控制电机25启动后，通过传动皮带26带动转轴23旋转，从而为整个本体14的收卷或放开动作提供机械动力支持，使得本体14的收卷和放开动作更加快速、流畅和稳定，中间筒体21的左壁上方贯穿设置有气动拉杆27，且气动拉杆27与中间筒体21的配合端为圆球状结构，气动拉杆27与中间筒体21的配合端与微型气泵22的连接端连通，且气动拉杆27的左端设置有抄料架29，并且抄料架29的侧面呈“l”字形结构，同时抄料架29的底面左侧呈15°倾斜角度设置，微型气泵22利用泵压作用，可以增大或减小气动拉杆27的内腔气压，当气动拉杆27内部气压增大时，则气动拉杆27伸长，反之则气动拉杆27缩短，气动拉杆27牵拉着抄料架29，利用气动拉杆27的长短变化，调节抄料架29的倾斜角度大小；

中间筒体21的端面中间嵌入安置有扶杆28的右端，且扶杆28的左端与抄料架29的右侧面下方连接，抄料架29的左侧安装有夹持架30，且夹持架30的上端内部贯穿有贯穿杆31，贯穿杆31的一端设置有偏转气缸32，且偏转气缸32通过贯穿杆31与抄料架29构成偏转结构，扶杆28用于提供抄料架29以底部支撑，通过偏转气缸32带动贯穿杆31偏转，使夹持架30相应发生角度偏转，从而可以将夹持架30向下压动，贯穿杆31从抄料架29的槽道结构中贯穿，且贯穿杆31与抄料架29的槽道结构之间尺寸相互配合，夹持架30的正面下方一体化连接有压紧板33，抄料架29的上方固定设置有集料箱34，且集料箱34的内壁一体化连接有隔板35，并且隔板35沿集料箱34的竖直方向平行等距设置有三个，利用压紧板33能够对铲至到抄料架29斜面上的隧道渣滓进行拦挡，通过集料箱34对渣滓进行收集，集料箱34的外侧壁贯穿设置有抽吸管口36，且集料箱34的上方安置有集料电机37，集料电机37的下方轴端轴连接有中心轴38，且中心轴38从隔板35的中心贯穿，中心轴38的外壁呈螺旋状固定设置有携料扇叶39，集料箱34的正面下方开设有进料口40，在集料箱34上，通过集料电机37带动中心轴38旋转，使携料扇叶39随之旋转，并且携料扇叶39呈螺旋状旋转，对由进料口40进入集料箱34内部的渣滓具有上提的作用，可以将渣滓上提，使渣滓停留在各隔板35上，并在隔板35上堆聚，利用抽吸管口36可以将各层隔板35上堆聚的渣滓进行取出，从而实现对隧道内部渣滓的采样目的。

综上，该具有夹紧结构运输快的隧道采样软体机器人，使用时，将该软体机器人放置在合适的位置上，启动型号为cdu10的气缸10，在气压作用下，使气压伸缩杆11伸长，将气盘12推近地面，使得气盘12底面的卡齿13与地面接触，使摩擦力增大，从而将本体14的首端固定在某一处，反之则可以将气盘12拉离地面，利用托块15下方的滚轮16可以将本体14的首端进行移动，在软体机器人被固定后，拔下气口塞17，将一根气胶管道连接到气口塞17在本体14上的预留孔中，向本体14内部充入空气，使本体14内部因为气压升高，而可以向外展开，本体14本身在初始状态下是呈螺旋线状收聚的，因此在本体14展开时，本体14的展开方向是向左滚动展开的，在这一过程中，本体14的长度不断拉长，本体14中心的中间筒体21高度不断下降，套座6随即在与滑槽2的配合作用下向下滑动，随着本体14展开长度的不断加长，第一伸缩杆7和第二伸缩杆8随之伸开，与之同时的是斜拉伸缩杆5随即拉开，并且会拖动着移动块4在滑槽2中上滑，以保证斜拉伸缩杆5对第一伸缩杆7的稳定支撑，在本体14展开的过程中，本体14外壁面的锯齿19和本体14内壁面的锯齿19从原先的啮合配合到逐渐分开，本体14外壁面逐渐展平后，其上的锯齿19随即与地面接触，利用锯齿19本身的结构设置，有助于抓住地表，提高本体14运动的稳定性，本体14展开的部分变相地成为本体14行动的轨道，将本体14的结构巧妙地分出一部分以实现轨道作用，本体14展开后，将抄料架29整个向隧道内部运送，实现了运送的快速化，启动中间筒体21内部型号为050系列的微型气泵22，在泵压作用下，从气动拉杆27中抽取气流，降低气动拉杆27内部的气压大小，使气动拉杆27长度缩短，气动拉杆27牵拉着抄料架29向右侧倾斜，抄料架29在本体14展开的过程中，通过抄料架29底面的斜角设置，能够铲取隧道内部的渣滓物质，而当经过上述的调节变化后，抄料架29底面上翘，有利于隧道渣滓滑落至进料口40中，启动型号为ys6312的集料电机37，通过带动中心轴38旋转，使得携料扇叶39做螺旋向的旋转，对进入到集料箱34中的渣土进行螺旋上提，并将渣土堆积在各层隔板35上，再利用抽吸管口36抽取各层隔板35上的渣土，以完成对隧道内部渣土的采样目的，在抄料架29以水平状态进行推动的过程中，可以启动型号为msqb-20a的偏转气缸32，使贯穿杆31旋转，并带着夹持架30旋转，将夹持架30向下旋转，使夹持架30上的压紧板33能够对铲至到抄料架29斜面上的隧道渣滓进行拦挡，有利于渣滓顺利引入到集料箱34中，当将该软体机器人拉回时，可以启动型号为y-160m1-2的控制电机25，利用传动皮带26带动转轴23转动，同时气口塞17位置开始放气，本体14内部气压降低，并且借助控制电机25对本体14的旋转收卷能力，将本体14快速以螺旋线状进行收卷，本体14外壁面的锯齿19和本体14内壁面的锯齿19重新啮合，本体14的展开长度逐渐缩短，抄料架29随即被本体14往隧道口方向拉出，在本体14展开和收聚的过程中，气盘12始终抵紧在地表，借助摩擦力的作用，将本体14夹紧在某一处，避免本体14位置移动，当本体14快速收回后，会与缓冲叠板3接触，使得折叠设置的缓冲叠板3收缩，缓解了冲力作用，以避免本体14最后猛烈撞击到骨架1上而受到意外损伤。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。