专利名称：一种可在各种管道内自由进退的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可在各种管道内自由进退的装置，尤指一种能在各种不容 易操作的、狭窄曲折管道内自由进退的装置。
背景技术：
在现实的生产和生活中，存在需要对各种管道内部情况进行勘察、作业的 情况。如果这些管道内部空间较大，足以容纳操作工或小型机器人在内作业， 那么对这种管道的勘察、作业将比较容易。但是，如果这些管道内部空间狭窄， 且曲折蜿蜒，不足以容纳小型机器人作业时，对这种管道内部的勘察、作业将 比较麻烦。
例如，人们在楼宇改造过程中，经常需要将一些新的线缆(如楼宇对讲系 统线缆)布置在原有的管道内。由于原有管道已预埋在墙体内，且管道腔体狭 窄，无法进入操作，所以，无法将新的线缆穿越已有管道，只能被迫采取墙面 布线的方法，即费钱，又费事，而且还不美观。这种问题对于老楼改造施工尤 为突出。
又例如，在医学领域，目前对各种肠道疾病进行检查时，通常是让病人吞 服下一种带有摄像头的电子胶囊，完全依靠人体肠道的蠕动使电子胶囊在肠道 内移动，从而拍摄肠道内的情况，供医生检查、诊断参考。由于电子胶囊在人 体肠道内的运动是不可控的，完全依靠病人肠道的蠕动带动其在肠道内移动， 所以，这种检查方法病人比较痛苦。
本申请发明人经过潜心研究发现，如果能够发明一种可在各种管道内自由 进退的装置，上述问题将迎刃而解。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种可在各种管道内自由进退的装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案 一种可在各种管道内自由进 退的装置，它由可伸縮的腔体、至少两个可膨胀和收缩的足气囊以及至少两根 气体导管构成；
所述足气囊位于所述腔体的不同位置处，并与所述腔体相连；每个足气囊 带有一个开口，该开口与一根气体导管相连，该气体导管与外部的气动设备相连。
本发明通过足气囊有规律的充气和放气/抽气，配合腔体的不断伸縮，实 现在管道内的前后、自由运动。其运动/进退形态就像爬虫的运动。
本发明的优点是可实现在各种管道内的自由进退，结构简单，制造成本低。
图1为本发明实施例结构示意图2为图1的A-A剖视图3为本发明另一实施例结构示意图4为图3的A-A剖视图5为本发明又一实施例结构示意图6为本发明再一实施例结构示意图7为图6的A-A剖视图8为本发明最简实施例结构示意图； 图9 图15为本发明工作原理示意图16为本发明带有两个独立腔体的实施例结构示意图。
具体实施例方式
本发明公开的可在各种管道内自由进退的装置是在一个腔体上安装有两 个或多个可充、放气/抽气的足气囊(我们将用来支撑管道内壁的气囊称为足 气囊)，通过足气囊的有规律的充气和放气/抽气，配合腔体的不断伸縮，实 现装置在管道内的前后自由运动。其运动/进退形态就像爬虫的运动。
图1、图2为本发明实施例1结构示意图。如图所示，本发明公开的可在 各种管道内自由进退的装置由腔体1、两个足气囊2和三根气体导管3构成。
足气囊2由可以膨胀和收縮的材料制成，如塑料、橡胶等。它与腔体l相 连。每个足气囊2都带有一个开口，该开口与相应的气体导管3相连，通过该 气体导管与外部的气动设备相连，给足气囊2充气或放气/抽气，从而使其膨胀 或收縮。
腔体l由可以伸縮和弯曲的材料制成，如塑料、橡胶等。如图2所示，它 可以是一个带有内腔4的气囊结构，该腔体1的气囊通过气体导管3与外部气 动设备相连，给其充气或抽气，使其伸展或收縮，加之足气囊有规律的充气、 放气/抽气，从而使腔体1慢慢向前/或向后移动。
在图l、图2所示的实施例1中，本发明包括两个足气囊2，其形状为环形，与腔体1相连，但本发明并不局限于此，本发明可以包括多个足气囊2， 每个足气囊分别通过气体导管与外部气动设备相连，其形状可以设计成环形， 还可以设计成枝状，其作用是通过足气囊2支撑住管道内壁，使腔体l可以 通过其自身的收縮和弯曲，在管道内移动。为了增加足气囊2与管道内壁之间
的摩擦力，还可以在足气囊2与管道内壁接触面上设计一些凸凹结构。
在图1、图2所示的实施例中，本发明的腔体1为带有内腔4的气囊结构， 在内腔4内可以放置其他设备，如摄像头、探针、取样器、机电装置等。如图 3、图4所示，构成本发明的腔体1还可以为不带有内腔的结构，将上述其他 设备直接封于腔体内。
在图l、图2和图3、图4所示实施例中，腔体1是通过气动方式使其移 动的，腔体1还可以通过机电驱动方式使其移动。如图5所示，在腔体l内可 以安装有一个可使腔体伸縮的机电驱动装置5，该机电驱动装置5通过控制电 缆、电源电缆6与外部控制装置相连。机电驱动装置中的伸縮部件与腔体两端 相连。操作人员可以通过操控机电驱动装置5使腔体l伸縮，从而在管道内移 动。例如在腔体内安装一个马达，用马达驱动一个螺旋杆，在螺旋杆上套有 一个螺帽，控制马达正、反转，实现螺帽的前后运动，达到带动腔体伸縮的目 的。用电磁方式也可以实现腔体的伸縮。
在图1至图5所示实施例中，所述腔体l为单腔体结构，但本发明并不局 限于此，所述腔体1还可以为多腔体结构，即腔体1由两个以上相互独立的小 腔体构成。对于采用气囊结构的腔体来说，构成腔体1的每一个小腔体都带有 一个开口，分别与相应的气体导管相连接，通过相连的气体导管与外部气动设 备相连，分别对每个小腔体充气和抽气，使其伸展和收縮。对于采用机电驱动 结构的腔体来说，需要在腔体内放置与独立的小腔体数相同的多个机电驱动装 置，每一个机电驱动装置控制一个独立的小腔体，通过机电驱动方式使相应的 腔体伸縮。
如图6、图7所示，本发明的又一实施例中，所述腔体由两个独立的小腔 体C和小腔体D构成，每个小腔体均为带有一个开口的气囊结构，该开口与 气体导管3相连，分别通过气体导管3与外部的气动设备相连，使其伸展和收縮。
本发明所述腔体可以是透明的腔体，也可以是不透明的腔体。 下面以图8所示的可在各种管道内自由进退的装置为例，说明本发明在管 道内自由进退/移动的工作原理。图8所示的可在各种管道内自由进退的装置包括两个足气囊7、 8， 一个气囊结构的腔体9，与足气囊和腔体相连的多根气体 导管通过导管IO引出。
在本发明使用前，所有足气囊均为放气/抽气状态，如图8所示。其在管 道内前进的过程及工作原理如图9 图15所示。
首先，将本发明放置在管道内。
然后，如图9所示，给该装置的腔体9充气使之伸展，同时，给足气囊7 和8充气使之膨胀，膨胀后的足气囊要能够撑住管道内壁，此时，本发明就被 固定在管道的某个位置。
第三步如图10所示，给足气囊8放气/抽气，足气囊7和腔体9保持充 气状态。
第四步如图11所示，通过气动设备给腔体9抽气，使腔体9收縮变短， 足气囊7保持充气状态，足气囊8保持放气/抽气状态。由于足气囊7撑住管道 内壁，所以，足气囊8在腔体9的带动下向前移动了一小段距离。
第五步如图12所示给足气囊8充气，使之膨胀，支撑住管道内壁，足气 囊7保持充气状态，腔体9保持被吸气压縮状态。
第六步如图13所示，给足气囊7放气/抽气，足气囊8保持充气状态， 仍然支撑住管道内壁，腔体9保持被吸气压縮状态。
第七步如图14所示，给腔体9充气，使之伸展，足气囊8保持充气状 态，足气囊7保持放气/抽气状态，由于足气囊8撑住管道内壁，因此，足气囊 7就随着腔体9的充气伸展过程向前移动一小段距离。
第八步如图15所示，给足气囊7充气，使之膨胀，支撑住管道内壁，足 气囊8和腔体9保持充气状态。
至此，本发明就完成了向前移动一小段距离的目的。重复上述第三步至第 八步，本发明就可以在管道内不断地向前移动，就像爬虫爬行似的。当本发明 需要在管道内向后移动时，其原理与向前移动相同，只是改变一下足气囊7和 8的充、放气/抽气顺序即可。
当构成本发明的腔体是通过机电驱动装置使其伸縮时，只要通过控制机电 驱动装置使腔体不断地伸縮，就可以使本发明在管道内自由进退。
当构成本发明的腔体由多个相互独立的腔体构成时，所述腔体不仅可以自 由地伸縮，而且还可以自由地弯曲。下面结合附图16，以包括两个相互独立的 小腔体ll、 12为例，说明腔体是如何实现弯曲的。如图所示，当小腔体ll和 小腔体12气压不平衡时，整个腔体就会向气压低的方向弯转；当两个小腔体均衡充气和抽气时，腔体保持平直状态，通过控制不同小腔体的气压达到使整 个腔体弯曲的目的。为了使腔体弯曲的角度更丰富，也可以采用2个以上的小 腔体结构。
本发明可广泛地应用于各个领域，比如各种电缆线管道的穿越、空调管 道的穿越、生物体肠道的穿越等。 例一楼宇管道穿线
具体做法为将软线与本装置连在一起，将本装置放入管道内，并控制本 装置使其在管道内自由进退，到达需要的位置，再使用软线引导需要的线缆穿 越管道。
例二人体肠道检査和治疗
将用于肠道检查的电子胶囊固定在本发明腔体内腔中，通过控制本装置使 其在管道内自由进退，就可以实现对肠道快速观察的目的。或者，在传统的肠 胃镜前端安装本装置，也可以实现肠胃镜进入更深的目的。
例三空调管道清洗
空调管道有粗有细，还曲折多分枝，有上有下，使用带有车轮的小车不便 操作，如果使用本装置，配合摄像装置、清扫装置和消毒装置等，就可以更灵 活的适应管道清洗工作。
以上所述是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本发明技 术方案基础上的等效变换，均属于本发明保护范围之内。
权利要求
1、一种可在各种管道内自由进退的装置，其特征在于它由可伸缩的腔体、至少两个可膨胀和收缩的足气囊以及至少两根气体导管构成；所述足气囊位于所述腔体的不同位置处，并与所述腔体相连；每个足气囊带有一个开口，该开口与一根气体导管相连，该气体导管与外部的气动设备相连。
2、 根据权利要求l所述的可在各种管道内自由进退的装置，其特征在于所述腔体为气囊结构，该腔体带有一个开口，该开口与一根气体导管相连，该 气体导管与外部的气动设备相连。
3、 根据权利要求l所述的可在各种管道内自由进退的装置，其特征在于 所述腔体内放置有可使腔体伸縮的机电驱动装置，该机电驱动装置的控制电 缆、电源电缆与外部控制设备相连。
4、 根据权利要求l所述的可在各种管道内自由进退的装置，其特征在于-所述腔体由两个以上相互独立的小腔体构成。
5、 根据权利要求4所述的可在各种管道内自由进退的装置，其特征在于 所述每个小腔体为气囊结构，每个小腔体带有一个开口，该开口与一根气体导 管相连，该气体导管与外部的气动设备相连。
6、 根据权利要求4所述的可在各种管道内自由进退的装置，其特征在于 所述腔体内放置有与所述小腔体数目相等的、可使小腔体伸縮的机电驱动装 置，该机电驱动装置的控制电缆、电源电缆与外部控制设备相连。
7、 根据权利要求l-6之一所述的可在各种管道内自由进退的装置，其特征在于所述足气囊由可以膨胀和收縮的材料制成；其为环形，与所述腔体相连。
8、 根据权利要求l-6之一所述的可在各种管道内自由进退的装置，其特征在于所述足气囊由可以膨胀和收縮的材料制成；其为枝状，与所述腔体相连。
9、 根据权利要求7或8所述的可在各种管道内自由进退的装置，其特征在于所述足气囊与管道内壁接触面上设计有凸凹结构。
全文摘要
本发明公开了一种可在各种管道内自由进退的装置，它由可伸缩的腔体、至少两个可膨胀和收缩的足气囊以及至少两根气体导管构成。所述足气囊位于腔体的不同位置，并与腔体相连；每个足气囊带有一个开口，该开口与一根气体导管相连，该气体导管与外部的气动设备相连。本发明通过足气囊有规律的充气和放气/抽气，配合腔体的不断伸缩，实现其在管道内的前后、自由运动，其运动/进退形态就像爬虫的运动。本发明的优点是可实现在各种管道内的自由进退，结构简单，制造成本低。
文档编号F16L55/38GK101430038SQ200710176978
公开日2009年5月13日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者龙 赵 申请人:北京和升达信息安全技术有限公司