用于机器人管道检测的机械充气仿生运动

管道对流体输送至关重要，却提出了重要且具挑战性的检测任务，尤其在小型、柔性生物系统中，机器人尚未掌握。本研究受寄生蜂产卵器启发，探索开发一种用于导航与检测管道的革新机器人。该机器人具备柔性运动系统，通过机械充气技术适配不同管径与管形。该柔性运动系统采用往复运动，其中三组滑块以循环方式伸缩。在原理验证实验中，机器人运动效率与直径比（机器人直径与管直径之比）呈正线性相关（r=0.6434）。机器人展现出穿越不同尺寸、形状与载荷管道的卓越能力，在所有测试条件下平均运动效率为（70%），直径比范围为 0.7-1.5。此外，机械充气机制显示出可观的承载能力，产生（13 N）的较大保持力，相当于携带约（5.8 Kg）含机器人自重的有效载荷。该新型软体机器人系统在管状受限空间内的检测与导航方面展现前景，尤其在需适配不同管形、尺寸与承载能力的场景中。该新颖设计为一类在新颖管道环境中具通用性的管道检测机器人奠定基础，潜在地可包括生物系统。