适用于管道内部的探索装置及探索方法与流程

1.本发明属于管道检测技术领域，具体涉及一种适用于管道内部的探索装置及采用该探索装置进行管道内部探索的探索方法。


背景技术：

2.随着国民经济的发展，尤其是工业的发展，在各行各业中进入受限空间的检查工作逐年增多。同时随着安全生产监督管理的加强，直接使用人员进入受限空间的检查工作，除受到物理性不可达的限制以外，可达的区域同样受到越发严格的安全生产相关法规的规管和限制。在这样的大前提之下，各类受限空间检查装置的市场获得了充分快速的发展。目前的受限空间的检查装置按其驱动方式不同分为内窥镜和机器人两个大类。
3.其中内窥镜主要是通过人力推动其后的刚性/半刚性的杆状构件，使其进入受限空间内部工位实现检查功能的。对于内窥镜的推杆机构而言，只能直进直出或简单地转向，很难将内窥镜的镜头推入具有复杂空间结构的指定工位上；同时对于拥有复杂截面的受限空间，内窥镜的导轮机构不能自适应，往往不能应用。
4.管道机器人根据运动机构分为轮式、履带式、多足式运动机构。轮式或履带式运动机构能通过人工操作实现转向和适应某种截面，利用吸附或摩擦具有一定的爬高能力，但吸附能力(需要贴合表面)与越障能力(需要离开表面)不可兼具，实际运行严重依赖与其接触表面的磁性、摩擦系数、平缓结构来维持机器人的行进要求，因而不能应对变径、大曲率弯管、垂直爬高、阀门、限流孔板等组合工况。


技术实现要素：

5.有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和达到上述目的，本发明的目的是提供一种适用于管道内部的探索装置，能够适用于各种情况的复杂管道。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
7.一种适用于管道内部的探索装置，包括轨道、流体机构和运动机构，所述轨道具有第一状态和第二状态，所述流体机构用于向所述轨道内注入流体以使所述轨道处于第一状态以及用于将流体从所述轨道内抽出以使所述轨道处于第二状态，所述运动机构用于在所述轨道处于第一状态下时沿所述轨道行进。
8.根据本发明的一些优选实施方面，所述轨道由柔性材质制成，且当所述轨道处于所述第二状态时，所述轨道能够进行收卷。柔性材质如采用树脂、橡胶、乳胶材料、编织材料等或其构成的复合材料。
9.根据本发明的一些优选实施方面，所述轨道内具有流体腔，所述流体机构用于将流体充入所述流体腔内或从所述流体腔内抽出；所述流体充入所述流体腔内用于使所述轨道展开并处于所述第一状态；所述流体从所述流体腔抽出用于使所述轨道处于所述第二状态并能够收卷。轨道为中空结构，其内部为流体腔用于容纳流体，流体机构用于将流体充入流体腔内或从流体腔内抽出以使得轨道分别处于第一状态或第二状态。流体可为气体如空
气或液体如水等。
10.根据本发明的一些优选实施方面，所述运动机构内具有与所述轨道外表面相适配的轨道孔，所述轨道孔用于供所述轨道贯穿。
11.根据本发明的一些优选实施方面，所述运动机构包括筒体，所述轨道孔位于所述筒体内，所述筒体的延伸方向与所述轨道孔的延伸方向相同。即轨道从运动机构内贯穿通过，使得通过轨道孔和轨道外表面的配合，使得运动机构能够沿着轨道行进。
12.根据本发明的一些优选实施方面，所述筒体的外表面具有用于供所述运动机构在所述管道内壁移动的滚轮。
13.根据本发明的一些优选实施方面，所述轨道孔的内壁上设置有用于驱动所述运动机构沿所述轨道行进的驱动组件。即筒体内部通过设置驱动组件实现运动机构沿着轨道行进，筒体外部通过设置滚轮以减小运动机构与管道之间的摩擦，方便运动机构在管道内移动。同样的，在一些实施例中，筒体外部的滚轮可以设置为动力驱动的形式以作为备用驱动，以避免在内部的驱动组件失效的情况下整个装置的失效。
14.根据本发明的一些优选实施方面，所述驱动组件包括驱动轮、驱动轴以及用于驱动所述驱动轴转动的动力源；所述轨道的表面具有导向槽，所述导向槽的延伸方向与所述轨道的长度方向相同；所述轨道穿过所述轨道孔时，所述驱动轮的至少部分容纳在所述导向槽内。动力源可以内置在运动机构内或采用外接的形式，用于提供动力并最终实现驱动轮的转动，导向槽用于对驱动轮的运动进行导向。
15.根据本发明的一些优选实施方面，所述轨道孔内设置有多组驱动组件，所述轨道位于多组所述驱动组件之间。多组驱动组件对称设置或均匀间隔分布在轨道孔的内壁上，以保证运动机构行进的平稳。
16.在一些实施例中，所述轨道孔的截面为矩形，矩形所述轨道孔的上部和下部分别设置有所述驱动组件；所述轨道包括第一部、第二部以及用于连通所述第一部和第二部的第三部，所述第一部、第二部分别位于所述第三部的两端，所述第一部和第二部位于两个驱动轴之间，所述第一部、第二部和第三部上上下表面之间形成分别用于容纳两个所述驱动轮的导向槽。即轨道的截面为躺平的“工”字形，其容纳在矩形截面的轨道孔内。
17.在另一些实施例中，所述轨道孔的截面为圆形，圆形所述轨道孔的内壁上均匀间隔设置有多组所述驱动组件，所述驱动组件的驱动轮位于所述轨道的导向槽内。优选在圆形轨道孔的内壁上设置有三组驱动组件，三组驱动组件相互之间的夹角为120
°
，即多组驱动组件均匀间隔分布在轨道孔的内壁上。
18.根据本发明的一些优选实施方面，包括缆绳机构，所述缆绳机构包括绳体、用于对绳体进行收卷或释放的缆绳盘、用于固定在所述绳体上的抓绳器，所述抓绳器用于与所述运动机构连接。缆绳机构用于在不需要轨道的情况下，通过抓绳器连接绳体和运动机构，并通过绳体的移动实现运动机构在管道内的移动。
19.本发明提供了一种根据如上所述的探索装置进行管道内部的探索方法，包括如下步骤：将流体机构与收卷的所述轨道连通并向所述轨道的流体腔内充入流体，收卷的所述轨道在管道内部展开并向前探索，所述轨道贯穿所述运动机构的轨道孔，所述轨道展开后，驱动组件的驱动轮容纳在所述轨道上的导向槽，所述运动机构在展开后的所述轨道上行进。
20.本发明提供了另一种根据如上所述的探索装置进行管道内部的探索方法，包括如下步骤：将流体机构与收卷的所述轨道连通并向所述轨道的流体腔内充入流体，收卷的所述轨道在管道内部展开并向前探索；收卷的所述轨道的中心与缆绳机构的绳体的一端连接，所述轨道在管道内展开并向前探索的时候带动绳体向前运动；
21.当所述轨道从管道的另一端穿出时，解除所述绳体和轨道，通过流体机构将流体抽出后收卷所述轨道；将抓绳器与运动机构连接，并将所述绳体与缆绳盘连接，通过缆绳盘带动绳体移动，进而带动所述抓绳器以及运动机构在管道内行进。
22.由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明的适用于管道内部的探索装置，通过上述的通过流体机构向轨道内注入流体，使得收卷后的轨道自动展开并沿着管道向前探索，轨道内注入流体后具备一定的刚性(第一状态)，使得运动机构能够沿着轨道行进，以运动机构为载体搭载一起其他设备，以实现对管道的检测等功能。当检测完成，运动机构从管道内退出后，使用流体机构将轨道内的流体抽出，使得轨道能够收卷(第二状态)。通过上述的机构，实现了管道内的自探索，能够实现刚性轨道到达不了的区域的检测。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明优选实施例一中运动机构的示意图；
25.图2为本发明优选实施例二中运动机构的示意图；
26.图3为本发明优选实施例三中探索方法的示意图；
27.图4为本发明优选实施例四中探索方法的示意图一；
28.图5为本发明优选实施例四中探索方法的示意图二；
29.图6为本发明优选实施例五中自探索机器人的示意图；
30.附图中，轨道-1，流体机构-2，运动机构-3，流体腔-4，轨道孔-5，滚轮-6，驱动轮-7，驱动轴-8，筒体-9，绳体-10，第一缆绳盘-11，第二缆绳盘-12，抓绳器-13，管道-14，连接绳-15，运动副-16；管道-21，控压仓-22，开口-221，压盖-222，柔性轨道-23，收卷部-231，展开部-232，第一展开部-2321，第二展开部-2322，检测机构-24，筒体-241，载体-242，牵引绳-251，驱动机构-252，控制系统-26，压力传感器-271，温度传感器-272，泄压阀-281，排气阀-282，压力表-283，风机/空压机-291，电磁阀-292。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
32.本发明将探测受限空间的探索检查问题分解成为两个问题：通过某种方式向受限空间内部伸入一条轨道；配套一种轮式运动装置(运动机构)，配合轨道实现前进后退的运动功能。
33.刚性轨道无法实现自行向受限空间内部铺轨的过程，所以本发明设计了一种轨道：
①
向中空的轨道中充/注入流体，使其内部具备压力，使轨道外表面具备一定的支撑力(刚性)；
②
同时在充/注入流体的过程中，人员无需进入待探索区域，仅在内压的驱动下，其自动向待探索区域展开实现自探索。
34.轮式的运动机构，通过配合前述的轨道，在轨道内部充压的状态下，该轮式运动机构的多组轮式结构可以和轨道表面通过摩擦力保持抱紧状态，从而仅需要控制轮式运动机构的正转、反转和停止即可控制检查装置的前进、后退和停止。
35.本发明中的轨道由软质材料制成的，在内部充压后外部可保持一定的固定横截面，以供运动机构沿其行进；且轨道的表面具有较大的摩擦系数，可以使检查装置(运动机构)通过轮式结构和其接触面产生的摩擦力前进、后退或停止。
36.在针对双端开口的受限空间的情形下，当轨道在充压展开状态下，轨道从受限空间的一端进入受限空间，从另一端伸出受限空间时，可同步牵引一条缆绳绳体通过受限空间。该缆绳与配套的缆绳盘可作为牵引检查装置小车(运动机构)的结构，并在检查作业完成之后将绳体收纳于缆绳盘上。
37.运动机构上可搭载小型电池，作为动力电源或控制信号失去时的备用动力，当动力电源或控制信号失去时，延时一定的时间自动进入倒车模式以期重新获得动力电源或控制信号。运动轮式运动机构上可搭载载波无线电信号收发装置，该装置可实现控制信号的接收，也可作为传感器信号回传的发送使用。
38.实施例1
39.如图1所示，本实施例中的适用于管道内部的探索装置，包括轨道1、流体机构2和运动机构3，轨道1具有第一状态和第二状态，流体机构2用于向轨道1内注入流体以使轨道1处于第一状态以及用于将流体从轨道1内抽出以使轨道1处于第二状态，运动机构3用于在轨道1处于第一状态下时沿轨道1行进。轨道1由柔性材质制成，且当轨道1处于第二状态时，轨道1能够进行收卷。柔性材质采用如树脂、橡胶、乳胶材料、编织材料等或其构成的复合材料。
40.轨道1内具有流体腔4，流体机构2用于将流体充入流体腔4内或从流体腔4内抽出；流体充入流体腔4内用于使轨道1展开并处于第一状态；流体从流体腔4抽出用于使轨道1处于第二状态并能够收卷。轨道1为中空结构，其内部为流体腔4用于容纳流体，流体机构2用于将流体充入流体腔4内或从流体腔4内抽出以使得轨道1分别处于第一状态或第二状态。流体可为气体如空气或液体如水等。
41.为向轨道1内部充压和放压，需要在轨道1的端部设置一个或多个用于连接充/注流体的接头，该接头的连接方式可以为各种形式，包括螺纹连接、法兰连接、快速接头插接等形式。
42.运动机构3包括筒体9以及设置在筒体9上的检测组件和辅助组件等，辅助组件如电源、无线传输设施等。运动机构3内具有与轨道1外表面相适配的轨道孔5，轨道孔5用于供轨道1贯穿。轨道孔5位于筒体9内，筒体9的延伸方向与轨道孔5的延伸方向相同。即轨道1从
运动机构3内贯穿通过，使得通过轨道孔5和轨道1外表面的配合，运动机构3能够沿着轨道1行进。
43.筒体9的外表面具有用于供运动机构3在管道14内壁移动的滚轮6。轨道孔5的内壁上设置有用于驱动运动机构3沿轨道1行进的驱动组件。即筒体9内部通过设置驱动组件实现运动机构3沿着轨道1行进，筒体9外部通过设置滚轮6以减小运动机构3与管道14之间的摩擦，方便运动机构3在管道14内移动。优选地，筒体9外部的滚轮6可以设置为动力驱动的形式以作为备用驱动，以避免在内部的驱动组件失效的情况下整个装置的失效。
44.本实施例中，筒体9的外表面上具有多组滚轮6，每组滚轮6包括均匀间隔分布在筒体9同一周向上的多个滚轮6，相邻组之间的滚轮6可以位于同一直线上或相互错开、交替设置，以在管道14中遇到障碍时能够继续有效运行。
45.本实施例中的驱动组件包括驱动轮7、驱动轴8以及用于驱动驱动轴8转动的动力源。动力源可以内置在运动机构3内(上述的电源)或采用外接的形式，用于提供动力并最终实现驱动轮7的转动。
46.轨道1的表面具有导向槽，导向槽的延伸方向与轨道1的长度方向相同；轨道1穿过轨道孔5时，驱动轮7的至少部分容纳在导向槽内，导向槽用于对驱动轮7的运动进行导向。
47.轨道孔5内设置有多组驱动组件，轨道1位于多组驱动组件之间。多组驱动组件对称设置或均匀间隔分布在轨道孔5的内壁上，以保证运动机构3行进的平稳。本实施例中，轨道孔5的截面为矩形，矩形轨道孔5的上部和下部分别设置有驱动组件；轨道1包括第一部、第二部以及用于连通第一部和第二部的第三部，第一部、第二部分别位于第三部的两端，第一部和第二部位于两个驱动轴8之间，第一部、第二部和第三部上上下表面之间形成分别用于容纳两个驱动轮7的导向槽。即轨道1的截面为躺平的“工”字形，其容纳在矩形截面的轨道孔5内。
48.通过两对驱动轮7，构成两对辊。通过辊之间的夹紧力，将充压后的轨道1内的液体部分挤压到两侧的充流体空腔，从而实现对轨道1的夹紧，进而实现在包括悬空或竖直状态下运动机构3相对于轨道1的制动状态。当需要运动时，通过对辊同时做相对驱动轴的顺反时针运动，即可实现相对于轨道1的前进或后退。同时为降低运动机构3相对于受限空间壁面的摩擦力，可采用轮或滚珠的形式将轮式运动机构3与壁面的摩擦形式由滑动摩擦转变成滚动摩擦。
49.实施例2
50.如图2所示，本实施例中的探索装置与实施例1基本相同，区别点在于：1.本实施例中的轨道孔5的截面为圆形，圆形轨道孔5的内壁上均匀间隔设置有三组驱动组件，三组驱动组件相互之间的夹角为120
°
，驱动组件的驱动轮7位于轨道1的导向槽内。2.本实施例中的筒体外壁上的滚轮6采用滚珠的形式。
51.实施例3
52.如图3所示，针对探索一端开口、一端封闭的管道14，本实施例提供了一种基于实施例1的探索装置进行管道14内部的探索方法，具体包括如下步骤：
53.1)首先，将收卷的轨道1部分展开，展开的一端穿过运动机构3后与流体机构2连通，将收卷轨道1的其余部分以及运动机构3送入待检测的管道14内。收卷轨道1朝向管道14的内部。
54.2)通过流体机构2向轨道1内充入流体，轨道1自行展开并自动向前探索。
55.3)等到轨道1内充满流体且具备合适的压力时，流体机构2控制轨道1保持该适于运动机构3行进的压力。
56.4)控制运动机构3在轨道1上行进，实现前进、后退或停止，并通过搭载的检测装置实现对管道14内部的相应检测。
57.实施例4
58.本实施例采用的探索装置还包括缆绳机构，缆绳机构包括绳体10、用于对绳体10进行收卷或释放的缆绳盘、用于固定在绳体10上的抓绳器13，抓绳器13用于与运动机构3连接。缆绳机构用于在不需要轨道1的情况下，通过抓绳器13连接绳体10和运动机构3，并通过绳体10的移动实现运动机构3在管道14内的移动。
59.即在针对双端开口的受限空间的情况下，依靠缆绳机构牵引轮式检查运动机构3。机构前端设置一挂点，挂点上可固定一连接绳15，连接绳15另一端设置一抓绳器13，由抓绳器13抓住已通过轨道1的充压展开过程通过受限空间的绳体10，并依靠绳体10传递的牵引力实现运动机构的前进、后退或停止。
60.如图4和5所示，针对探索两端都开口的管道14，本实施例提供了一种基于实施例2的探索装置进行管道14内部的探索方法，具体包括如下步骤：
61.1)首先，将收卷的轨道1的中心与缆绳机构的绳体10的一端之间安装运动副16如滚轴等，使得在轨道1展开向前运动的同时能够带动绳体10向前移动。
62.2)将收卷轨道1的其余部分以及绳体10送入待检测的管道14内。收卷轨道1朝向管道14的内部。
63.3)将流体机构2与轨道1连通，通过流体机构2向轨道1内充入流体，轨道1自行展开并自动向前探索，同时带动绳体10不断向前。第一缆绳盘11不断释放绳体10。
64.4)当轨道1从管道14的另一端穿出时，解除绳体10和轨道1，通过流体机构2将流体抽出后收卷轨道1。
65.5)将抓绳器13与运动机构3通过连接绳15连接，并将绳体10的一端缠绕在第二缆绳盘12上。第二缆绳盘12用于将绳体10进行收卷。
66.6)通过第一缆绳盘11释放绳体10，第二缆绳盘12收卷，使得绳体10在管道14内不断移动，固定在其上的抓绳器13以及与抓绳器13连接的运动机构3在轨道1上行进，实现前进、后退或停止，并实现对管道14内部的相应检测。
67.以上实施列以轨道约束轮式运动机构的运动路径，可有效降低运动机构的复杂程度。将支撑、前进、后退、停止、转弯、爬高所需对抗的各种力均以轨道内部压力和轨道与轮的摩擦力的形式加以抵消，使轮式运动机构仅需要实现前进、后退和停止三种功能即可实现全部功能；轨道为自展开结构，在未展开前为折叠状态，体积小便于运输，其在充压过程中自动向前探索，无需人工铺设，并可进入各种受限空间，不受该受限空间内部的环境影响，展开过程可以自行完成转弯、爬升、下降等各种运动形式，对受限空间内部的轴向展开形式无要求，其所可探索与展开的区域仅与轨道展开后的长度相关；所涉及的机构结构简单合理，构件数量少，无复杂运动构件，筒体为整体结构，与轮的连接方式简洁，无易脱落零件。即使当轮式运动机构运动部件失效时，由于轨道的存在，可轻松的通过动力拖曳的形式将其从受限空间中取出，可有效的降低异物遗失在受限空间内部的风险。同时如轨道发生
泄压失效时，亦可通过流体机构将内部流体排空，使轨道可轻易的被拖曳取出，同样可有效的降低异物遗失在受限空间内的风险。本发明所涉及的部件的制造成本与运维成本均较低，具有良好的经济性。
68.实施例5
69.如图6所示，本实施例中的适用于管道内部的自探索机器人，包括控压仓22、柔性轨道23、检测机构24、设置在控压仓22上的控压机构和稳压机构、设置在柔性轨道23内的牵引绳251、用于对牵引绳251和柔性轨道23进行释放和回收的驱动机构252、设置在控压仓22内的压力传感器271和温度传感器272、以及用于控制的控制系统26。驱动机构252优选为步进电机。控压机构用于向控压仓22内输送流体介质，稳压机构用于从控压仓22内释放流体介质。流体介质可为气体如空气或液体如水等。
70.稳压机构包括泄压阀281和排气阀282；控压机构包括风机/空压机291以及电磁阀292和管道21。控制系统26与压力传感器271、温度传感器272、稳压机构和控压机构连接，通过监测压力传感器271和温度传感器272并根据监测的结果控制稳压机构和控压机构，如在轨道23延伸的过程中，监测到压力过低，控制机构控制控压机构工作，电磁阀292打开，风机/空压机291启动，向控压仓22内输送流体；如监测到压力过高，控制机构控制稳压机构工作，泄压阀281或排气阀282打开进行泄压；以保持压力恒定，或通过压力控制轨道向前延伸的速度。本实施例中的控压仓22上设置有压力表283，控压仓22内还设置有引导轮(未示出)，引导轮靠近开口221设置，以对收卷部231进入开口处进行支撑和引导，防止缠绕。
71.控压仓22的壁上开设有用于供柔性轨道23贯穿的开口221，柔性轨道23包括收卷部231和展开部232，收卷部231位于控压仓22内，展开部232位于控压仓22外，控压仓22用于控制收卷部231由控压仓22内向控压仓22外延伸并形成展开部232。柔性轨道23的截面为封闭图形，柔性轨道23的一端将内壁向外翻折后固定在开口221上，柔性轨道23的外壁与控压仓22之间形成密闭空间。本实施例中通过压盖222(法兰)将外翻后的轨道23端部固定在开口221上。本实施例中轨道23的截面为圆形，圆形的柔性轨道23的端部外翻后固定在开口221上，外壁与控压仓22形成密闭空间，以方便通过控制控压仓22内的压力使得流体介质充满该密闭空间，进而使得收卷部231不断通过开口221向外运动形成展开部232。本实施例中柔性轨道23为采用高分子材料制备得到的袋膜。
72.展开部232包括第一展开部2321和第二展开部2322，第一展开部2321围绕在第二展开部2322的外侧，且第一展开部2321与第二展开部2322的延伸方向相同；控压仓22用于向第一展开部2321和第二展开部2322之间形成的空间内输送流体介质以控制第二展开部2322向远离控压仓22的方向延伸并向外翻折后形成第一展开部2321。控压仓22的作用在于维持密闭空间内压力的稳定，使得流体介质不断充入第一展开部2321和第二展开部2322之间形成的空间内，使得第二展开部2322不断向前外翻后形成第一展开部2321。即收卷部231和第二展开部2322的内壁在远离控压仓22的端部外翻后形成第一展开部2321。通过端部外翻的形式，已经外翻形成的第一展开部2321作为外部的支撑点，端部外翻出来又形成新的支撑点，能够很好地匹配管道21内的复杂情况，且已经外翻形成的第一展开部2321不会受到影响，即使第一展开部2321局部被刺破，只要压力足够，轨道23的延伸不会受到影响，自探索机器人同样可以进行工作。且由于轨道为柔性外翻形式，能够进入尺寸小于轨道自身直径的狭小空间，这是现有技术中轨道所无法实现的。
73.检测机构24包括壳体以及位于壳体上的检测仪，壳体包括靠近控压仓22一端的筒体241以及设置在筒体241上的载体242，检测仪设置在载体242上。筒体241套设在第一展开部2321远离控压仓22的一端，筒体241的直径与第一展开部2321的直径相匹配。筒体241的直径略大于第一展开部2321的直径，如直径大于第一展开部直径2mm。筒体241套设在轨道23的端部，一方面能够对端部形成保护，同时能够限制检测机构24的移动，防止检测机构24的脱落。载体242为球冠状，弧形表面的设置方便检测机构24在管道21内的移动。
74.牵引绳251的一端与检测机构24连接。检测机构24设置在第二展开部2322变为第一展开部2321的端部，在轨道23外翻向前延伸的时候能够推动检测机构24向前运动，但是如果没有牵引绳251的牵引，一是检测机构24无法回收，一是有可能会掉落，而掉落之后同样无法回收。通过驱动机构252对牵引绳251和柔性轨道23进行释放和回收，通过牵引绳251对检测机构24进行牵引，使得检测机构24始终位于柔性轨道23的端部；且牵引绳251提供使得检测机构24具有向控压仓22运动的趋势，即在轨道前端的推动和牵引绳的牵引下实现检测机构的移动。
75.牵引绳251具有电力和信号传输功能，牵引绳251的一端与检测仪连接，牵引绳251的另一端与驱动机构252连接。检测仪可以为现有管道21检测中常用的检测设备，如摄像头、无损检测的相关仪器等，由于检测设备检测的时候需要电力和信号传输，通过电力线和信号线集成在牵引绳251中以实现相关功能。优选地，柔性轨道23内设置多根牵引绳251，每根牵引绳251的端部连接在检测机构24上的不同位置。电力线和信号线与检测仪连接以分别传输电力和信号，牵引绳251的其他部件可以直接连接在载体242或筒体241上的不同部位，以通过控制不同的牵引绳251控制检测机构24的朝向，进而控制轨道23延伸的方向。
76.压力传感器271用于监测控压仓22与轨道23形成的密闭空间内的压力，以保证有足够的压力(流体介质)能够推动轨道23不断向前延伸。温度传感器272用于监测控压仓22内(流体介质)的温度，因为流体介质会热胀冷缩，通过压力传感器271和温度传感器272保证控压仓22内压力的稳定。
77.以下简述本实施例的自探索机器人的工作过程：
78.将轨道的端部外翻后固定在开口上，启动控压机构向控压仓内注入流体，控压仓内的压力持续上升，上升至一定程度后，轨道由开口向外延伸形成展开部，同时第一展开部和第二展开部之间的空间不断被充入流体，推动轨道端部不断向前延伸，第二展开部不断外翻形成第一展开部。
79.在轨道展开的同时，驱动机构启动，轨道和牵引绳不断释放，使得检测机构被轨道的前端推动向前走，同时通过牵引绳的牵引使得检测机构与轨道前端紧贴。
80.在通过控压机构向控压仓内充入流体的时候，可以通过控制控压仓内的压力的大小进而控制轨道延伸的速度或者是否继续延伸。
81.当检测完成、需要回收轨道和检测机构时，通过泄压阀或排气阀释放控压仓内的流体压力，同时驱动机构反向启动进行回收。
82.本实施例的柔性轨道为采用高分子材料如pvc等制备得到的圆柱形袋膜，改变轨道外壁的制造材料不影响本实施例的本质。且该轨道可以通过在设计和制造过程中通过不同的手段构成各种截面形状，均不影响本实施例的本质。本实施例的柔性袋膜由内向外展开自探索运动，在内压驱动下行进，袋膜收卷在压强控制装置内，随着流体的充注，通过已
展开成型的轨道内部向尖端输送，直到尖端处由内向外展开成型，该结构具有被动型变能力，在行进过程中适应环境不同的横截面形状和尺寸，向相对无约束的空间延伸，达到自探索的目的。本实施例涉及与轨道前端配合的检测机构，轨道开始充压后，尖端(前端)由内往外拓展，推动检测机构同时向前行进，而与轨道尖端位置保持同步。行进时检测机构与尖端袋膜之间保持相对运动，停止行进时，检测机构与尖端袋膜相对静止。检测机构的信号电源线(牵引绳)通过袋膜内部收卷在控压仓内，在行进方向上，检测机构同时受到袋膜提供的正向约束，以及牵引绳提供的反向约束。本实施例的控压机构和稳压机构为控压仓提供可控的正压和负压条件，用于袋膜驱动控制和反向收卷：控压机构和稳压机构将流体压强传递给轨道的管状袋膜，控制袋膜的充注状态；步进电机和牵引绳控制袋膜的行进速度和进退方向。本实施例需要为向轨道的第一展开部和第二展开部进行充压和放压，需给流体提供一定的压力，该压力源的动力源可以为气动、液动、电动等各种形式，其给流体提供压差的形式可以为压缩、离心、往复式活塞驱动等各种形式，并通过上述动力源与压差形成方式构成的组合提供流体流入或流出轨道内部所需的压差，动力源与压差形成方式或其组合的改变均不改变其本质。
83.本实施例具有如下优势：1、简化运动机构：本实施例的通过充压使得柔性轨道自行外翻向前延伸，可有效降低运动机构的复杂程度，将支撑、前进、后退、停止、转弯、爬高所需对抗的各种力均以轨道内部压力的形式加以抵消；2、轨道软质可折叠并能向前自探索：轨道为自展开结构，在未展开前为折叠收卷状态，体积小便于运输，其在充压过程中自动向前探索，无需人工铺设，并可进入各种受限空间，不受该受限空间内部的环境影响，展开过程可以自行完成转弯、爬升、下降等各种运动形式，对受限空间内部的轴向展开形式无要求，其可探索与展开的区域仅与轨道展开后的长度相关；3、可防止异物遗失在受限空间内：本实施例所述及的机构结构简单合理，构件数量少，无复杂运动构件，无易脱落零件；进入受限空间内的机构构件轻小，可有效的降低异物遗失在受限空间内部的风险。同时如轨道发生泄压失效时，亦可通过稳压机构将内部流体排空，使轨道可轻易的被拖曳取出，同样可有效的降低异物遗失在受限空间内的风险。
84.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。