CN109552442B - 一种自主探索型洞穴救援软体机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自主探索型洞穴救援软体机器人，包括：行动层、方向层、固定层、热像仪和气泵，固定层包括第一骨架、若干收缩臂、若干压敏元件、第一TTL门电路和第一微通道；方向层包括若干方向机体、第二骨架、第二TTL门电路、第二微通道、第三微通道、第四微通道和第五微通道；行动层包括若干行动机体和第三TTL门电路；第一微通道处设置有第一电磁阀，第二微通道和第三微通道处设置有第二电磁阀，第四微通道和第五微通道处设置有第三电磁阀；压敏元件与第一电磁阀和第一TTL门电路构成第一回路；热像仪连接第二TTL门电路，第二TTL门电路连接第二电磁阀；第三TTL门电路连接第三电磁阀；能够有效进行洞穴救援。

Description

一种自主探索型洞穴救援软体机器人

技术领域

本发明涉及软体机器人领域，尤其涉及一种自主探索型洞穴救援软体机器人。

背景技术

目前，世界上有很多国家的消防部门，对于机井、洞穴的救援工作都存在着救援盲点和救援设备缺乏的问题，据统计，世界上每年丧命于机井洞穴的人不低于20万人，而大多数原因都是因为救援设备落后、在救援环境比较差，如空间狭小且深的情况，在没有专业设备的情况下，救援人员只能对落入机井和洞穴中的受困者通过挖井、挂勾及蹦极的方式进行营救，此种救援方式耗时费力、救援时间长、成功率低，例如：在机井或洞穴比较窄的情况下，救援人员就无法进入深穴中，因此救援人员无法将绳索等救援工具固定在受困者身上，尤其是在受困者休克的情况下，而此时，只能通过人力或机械挖掘或上述两种结合的方式挖开机井洞穴对其中的受困者进行营救，此种方式耗时时间非常长、且难度也较大，很容易对受困者造成二次伤害，如果发生塌方事故，则有可能同时危害到救援人员和受困者的生命安全。鉴于以上原因，急需一种发生事故时可快速、有效、安全营救被困者的设备，而目前市场上还没有这一类的产品。

发明内容

发明目的：

针对在机井或洞穴比较窄的情况下，救援人员就无法进入深穴中且无法将绳索等救援工具固定在受困者身上，只能通过人力或机械挖掘或上述两种结合的方式挖开机井洞穴对其中的受困者进行营救，此种方式耗时时间非常长、且难度也较大，很容易对受困者造成二次伤害的问题，本发明提供一种自主探索型洞穴救援软体机器人。

技术方案：

一种自主探索型洞穴救援软体机器人，包括：行动层、方向层、固定层、热像仪以及气泵，所述固定层包括第一骨架、若干收缩臂、若干压敏元件、第一TTL门电路以及第一微通道，所述收缩臂设置于所述第一骨架的两侧，所述压敏元件铺设于所述第一骨架，所述第一微通道贯穿所述第一骨架且沿所述第一骨架发散至所述收缩臂，所述收缩臂沿所述第一微通道设置有若干气囊；

所述方向层包括若干方向机体、第二骨架、第二TTL门电路、第二微通道、第三微通道、第四微通道以及第五微通道，所述方向机体为膨胀体，所述方向机体之间通过气腔连接，所述气腔互相连接，所述方向机体位于所述第二骨架的两侧，所述第二微通道以及第三微通道贯穿所述第二骨架，所述第二微通道沿所述第二骨架发散至所述第二骨架左侧的方向机体、第三微通道沿所述第二骨架发散至所述第二骨架右侧的方向机体；

所述第一骨架与所述第二骨架轴向连接，所述方向层有两个且分别设通过所述第一骨架与所述第二骨架的连接关系设置于所述固定层的前后两端，所述第二微通道、第三微通道、第四微通道以及第五微通道穿过所述第一骨架内部；

所述行动层设置于所述方向层以及固定层的下方，所述行动层包括若干行动机体以及第三TTL门电路，所述行动机体由基体与四个触手构成，所述触手成H状分布于所述基体周围，所述第四微通道与所述第五微通道位于所述方向层底端且延伸至所述基体，所述第四微通道由所述基体延伸至所述基体前端的触手内，所述第五微通道由所述基体延伸至所述基体后端的触手内；

所述气泵分别与所述第一微通道、第二微通道、第三微通道、第四微通道以及第五微通道连接，所述第一微通道处设置有第一电磁阀，所述第二微通道以及第三微通道处设置有第二电磁阀，所述第四微通道以及第五微通道处设置有第三电磁阀；

所述压敏元件与所述第一电磁阀以及第一TTL门电路构成第一回路；所述热像仪连接所述第二TTL门电路，所述第二TTL门电路连接所述第二电磁阀；所述第三TTL门电路连接第三电磁阀。

作为本发明的一种优选方式，所述第一骨架相对于所述收缩臂分为若干第一骨架的组成部分；所述第二骨架相对于每一行的所述方向机体分为若干第二骨架的组成部分。

作为本发明的一种优选方式，所述方向机体一侧面为硬性聚合物、另一侧面为具有延展性的聚合物，所述硬聚合物面朝向所述第二骨架。

作为本发明的一种优选方式，所述收缩臂底面为具有延展性的聚合物，所述收缩臂的顶面为硬性聚合物，所述第一微通道蛇形设置于所述收缩臂，所述气囊分别连接于所述第一微通道直行部分，所述气囊的鼓起的相对方向为所述第一微通道的下方。

作为本发明的一种优选方式，所述第一骨架两侧的所述收缩臂交错设置，所述收缩臂的侧边倾斜。

作为本发明的一种优选方式，所述第四微通道蛇形设置于所述基体的所述前端触手、所述第五微通道蛇形设置于所述基体的所述后端触手。

作为本发明的一种优选方式，所述第二电磁阀为逻辑电平阀，所述第二电磁阀控制所述第二微通道以及第三微通道的开闭，所述热像仪根据洞穴中的红外线进行热成像，所述热像仪以所述软体机器人的中分线进行逻辑电平的判断，所述中分线以左为高电平、以右为低电平，当所述电平为高电平时，所述第二TTL门电路根据所述逻辑电平控制所述第二电磁阀开启所述第三微通道、当所述电平为低电平时，所述第二TTL门电路根据所述逻辑电平控制所述第二电磁阀开启所述第二微通道。

作为本发明的一种优选方式，所述第三电磁阀为时序电磁阀，所述第三TTL门电路根据CLK信号进行高低电平的转换，所述第三电磁阀根据所述第三TTL门电路的高低电平信号控制所述第三电磁阀在所述第四微通道与所述第五微通道的开闭。

作为本发明的一种优选方式，所述压敏元件用于判断压力接收情况，判断接收到压力的所述压敏元件向所述第一TTL门电路提供高电平信号请求、判断未接收到压力的所述压敏元件向所述第一TTL门电路提供低电平信号请求，所述第一TTL门电路根据所述压敏元件的电平信号请求发送相应的电平信号。

作为本发明的一种优选方式，所述第一电磁阀、第二电磁阀以及第三电磁阀分别连接于处理芯片，所述处理芯片连接无线信号接收器，所述无线信号接收器外接遥控装置，所述遥控装置控制所述第一电磁阀、第二电磁阀以及第三电磁阀的开闭。

本发明实现以下有益效果：

本发明能够自动侦测受困人员的位置，并钻到受困人员身下将受困人员背负并利用收缩臂将受困人员固定，使得受困人员能够躺在软体机器人背上而由软体机器人带出洞穴；并可以降低允许受困人员脱出洞穴时出口的尺寸，避免了人工救援时，救援人员不方便将救援绳索等器械套在受困人员身上以及可能无法将受困人员送出狭小洞穴的情况，同时也避免了需要动用大型开凿机器开凿洞穴而导致洞穴塌方的问题，从而进一步避免了受困人员二次受伤甚至死亡的危险；由软体机器人带着受困人员脱出也解决了人工救援时可能因为多人并行而速度很慢的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本实施例提供的软体机器人第一结构示意图；

图2为本实施例提供的软体机器人第二结构示意图；

图3为本实施例提供的软体机器人第三结构示意图；

图4为本实施例提供的软体机器人上剖视图；

图5为本实施例提供的第一骨架结构示意图；

图6为本实施例提供的第一骨架主剖视图；

图7为本实施例提供的第二骨架及方向机体结构示意图；

图8为本实施例提供的第二骨架及方向机体主剖视图；

图9为本实施例提供的收缩臂结构示意图；

图10为本实施例提供的行动机体结构示意图；

图11为本实施例提供的电子器件连接关系示意图；

图12为本实施例提供的第一TTL门电路逻辑电路判断图；

图13为本实施例提供的第二TTL门电路逻辑电路判断图；

图14为本实施例提供的第三TTL门电路逻辑电路判断图。

其中，1.第一骨架、2.收缩臂、3.压敏元件、4.第一微通道、5.方向机体、6.第二骨架、7.第二微通道、8.第三微通道、9.第四微通道、10.第五微通道、11.行动机体、12.基体、13.触手、141.第一TTL门电路、142.第二TTL门电路、143.第三TTL门电路、16.第一电磁阀、17.第二电磁阀、18.第三电磁阀、19.热像仪、20.处理芯片、21.无线信号接收器、22.遥控装置。

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。

参考图1-14。本实施例提供一种自主探索型洞穴救援软体机器人，包括：行动层、方向层、固定层、热像仪19以及气泵。

固定层包括第一骨架1、若干收缩臂2、若干压敏元件3、第一TTL门电路141以及第一微通道4，收缩臂2设置于第一骨架1的两侧，压敏元件3铺设于第一骨架1，第一微通道4贯穿第一骨架1且沿第一骨架1发散至收缩臂2，收缩臂2沿第一微通道4设置有若干气囊。

方向层包括若干方向机体5、第二骨架6、第二TTL门电路142、第二微通道7、第三微通道8、第四微通道9以及第五微通道10，方向机体5为膨胀体，方向机体5之间通过气腔连接，气腔互相连接，方向机体5位于第二骨架6的两侧，第二微通道7以及第三微通道8贯穿第二骨架6，第二微通道7沿第二骨架6发散至第二骨架6左侧的方向机体5、第三微通道8沿第二骨架6发散至第二骨架6右侧的方向机体5。

第一骨架1与第二骨架6轴向连接，方向层有两个且分别设通过第一骨架1与第二骨架6的连接关系设置于固定层的前后两端，第二微通道7、第三微通道8、第四微通道9以及第五微通道10穿过第一骨架1内部。

行动层设置于方向层以及固定层的下方，行动层包括若干行动机体11以及第三TTL门电路143，行动机体11由基体12与四个触手13构成，触手13成H状分布于基体12周围，第四微通道9与第五微通道10位于方向层底端且延伸至基体12，第四微通道9由基体12延伸至基体12前端的触手13内，第五微通道10由基体12延伸至基体12后端的触手13内。

气泵分别与第一微通道4、第二微通道7、第三微通道8、第四微通道9以及第五微通道10连接，第一微通道4处设置有第一电磁阀16，第二微通道7以及第三微通道8处设置有第二电磁阀17，第四微通道9以及第五微通道10处设置有第三电磁阀18。

压敏元件3与第一电磁阀16以及第一TTL门电路141构成第一回路；热像仪19连接第二TTL门电路142，第二TTL门电路142连接第二电磁阀17；第三TTL门电路143连接第三电磁阀18。

其中，第一骨架1相对于收缩臂2分为若干第一骨架1的组成部分；第二骨架6相对于每一行的方向机体5分为若干第二骨架6的组成部分。

其中，方向机体5一侧面为硬性聚合物、另一侧面为具有延展性的聚合物，硬聚合物面朝向第二骨架6。

其中，收缩臂2底面为具有延展性的聚合物，收缩臂2的顶面为硬性聚合物，第一微通道4蛇形设置于收缩臂2，气囊分别连接于第一微通道4直行部分，气囊的鼓起的相对方向为第一微通道4的下方。

其中，第一骨架1两侧的收缩臂2交错设置，收缩臂2的侧边倾斜。

其中，第四微通道9蛇形设置于基体12的前端触手13、第五微通道10蛇形设置于基体12的后端触手13。

其中，第二电磁阀17为逻辑电平阀，第二电磁阀17控制第二微通道7以及第三微通道8的开闭，热像仪19根据洞穴中的红外线进行热成像，热像仪19以软体机器人的中分线进行逻辑电平的判断，中分线以左为高电平、以右为低电平，当电平为高电平时，第二TTL门电路142根据逻辑电平控制第二电磁阀17开启第三微通道8、当电平为低电平时，第二TTL门电路142根据逻辑电平控制第二电磁阀17开启第二微通道7。

其中，第三电磁阀18为时序电磁阀，第三TTL门电路143根据CLK信号进行高低电平的转换，第三电磁阀18根据第三TTL门电路143的高低电平信号控制第三电磁阀18在第四微通道9与第五微通道10的开闭。

其中，压敏元件3用于判断压力接收情况，判断接收到压力的压敏元件3向第一TTL门电路141提供高电平信号请求、判断未接收到压力的压敏元件3向第一TTL门电路141提供低电平信号请求，第一TTL门电路141根据压敏元件3的电平信号请求发送相应的电平信号。

其中，第一电磁阀16、第二电磁阀17以及第三电磁阀18分别连接于处理芯片20，处理芯片20连接无线信号接收器21，无线信号接收器21外接遥控装置22，遥控装置22控制第一电磁阀16、第二电磁阀17以及第三电磁阀18的开闭。

在具体实施过程中，在制作固定层、方向层以及行动层时，利用软光刻技术在聚合物模具上进行曝光，形成一层高分子膜曝光，从而溶解没有图案覆盖的区域，固定层、方向层以及行动层分别通过若干层的聚合物构成，每一层的聚合物上被溶解的区域对应，每一层的聚合物互相堆叠，被溶解的区域便构成第一微通道4、第二微通道7、第三微通道8、第四微通道9以及第五微通道10。

对于第一微通道4，第一微通道4沿着第一骨架1的轴心铺设，并以第一骨架1的轴心为第一微通道4的主干道，在第一微通道4的主干道上延伸处若干支道，支道通向设置在第一骨架1两侧的收缩臂2内，即第一微通道4沿着第一骨架1发散至收缩臂2内，支道沿着收缩臂2的中心轴铺设。

对于第二微通道7以及第三微通道8，由连接在第一骨架1后端的第二骨架6内贯穿至第一骨架1内，并沿第一骨架1以及第二骨架6的中心轴铺设，同时以第一骨架1以及第二骨架6中的部分作为主干道，第二微通道7以第一骨架1内的主干道为基轴向第二骨架6左侧的方向机体5延伸出若干支道、第三微通道8由主干道为基准向第二骨架6右侧的方向机体5延伸出若干支道，即第二微通道7沿第二骨架6发散至第二骨架6左侧的方向机体5、第三微通道8沿第二骨架6发散至第二骨架6右侧的方向机体5。

对于第四微通道9以及第五微通道10，穿过第一骨架1后端的第二骨架6、第一骨架1以及第一骨架1前端的第二骨架6，并以第一骨架1前后两端的第二骨架6对应的第四微通道9以及第五微通道10的部分作为主干道，同时经由主干道延伸出支道，第四微通道9的支道延伸至基体12以及基体12前端的触手13内、第五微通道10的支道延伸至基体12以及基体12后端的触手13内，即第四微通道9与第五微通道10位于方向层底端且延伸至基体12，第四微通道9由基体12延伸至基体12前端的触手13内，第五微通道10由基体12延伸至基体12后端的触手13内。

对于延伸至基体12上的触手13内的第四微通道9以及第五微通道10，在触手13的内部蜿蜒蛇形，使得第四微通道9以及第五微通道10能够最大限度的铺设在触手13内部。

在进行救援时，软体机器人达到可感知被困人员的位置时，热像仪19捕捉被困人员发出的红外线，并针对软体机器人前方的空间内的红外线进行热成像，对于热像仪19的热成像结果，热像仪19以成像面的中分线为界，热成像图像中感受到红外线散热的最大的区域作为人体所在的位置，热像仪19以中分线判断热成像图像中的最大红外线感测区域在中分线的左侧还是右侧，热像仪19判断最大红外线感测区域在中分线左侧时，进而得出此时被困人员在软体机器人行进路径的左侧，因此需要向左侧调整软体机器人的位置，热像仪19在判断最大红外线感测区域在中分线左侧后，判断此时在第二TTL门电路142传输的的逻辑电平的结果应为高电平；热像仪19判断最大红外线感测区域在中分线右侧时，进而得出此时被困人员在软体机器人行进路径的右侧，因此需要向右侧调整软体机器人的位置，热像仪19在判断最大红外线感测区域在中分线右侧后，判断此时在第二TTL门电路142传输的的逻辑电平的结果应为低电平。

对于第二TTL门电路142，将中分线的左侧与右侧分别视作发送逻辑电平的条件，即判断有最大红外线感测区域的一侧作为高电平，判断没有最大红外感测区域的一侧作为低电平，第二TTL门电路142中按次序传输电平信号，高电平为“1”、低电平为“2” ，并且采用与非门电路，根据中分线右侧对应的区域的热感测情况而传输的电平信号对应有一个非门，进而再使用与门将根据中分线两侧对应的区域的热感测情况而传输的电平信号结合，形成最终输出的逻辑电平信号。

当热像仪19判断最大红外线感测区域在中分线左侧时，按次序发送的逻辑电平为1和0，通过上述与非门的计算结果为：1·

＝1，则第二TTL门电路142最终输出结果为高电平，此时，第二电磁阀17开启第三微通道8；当热像仪19判断最大红外感测区域在中分线右侧时，按次序发送的逻辑电平为0和1，通过上述与非门的计算结果为：0·

＝0，则第二TTL门电路142最终输出结果为低电平，此时，第二电磁阀17开启第二微通道7。

对于对应开启的第二微通道7或者第三微通道8，以开启第二微通道7为例，气泵向第二微通道7灌输气体，气体流入第二微通道7，并传输至第二骨架6左侧的延伸有第二微通道7的方向机体5以及气腔中，方向机体5在不断充斥的气体的作用下膨胀，具有延展性聚合物的一面在膨胀的作用下伸展弯曲、具有硬聚合物的一面不受膨胀的作用而在具有延展性聚合物的一面的伸展弯曲的带动下也同时弯曲，由于硬聚合物的面面对第二骨架6，由若干方向机体5构成的方向层在宏观上膨胀成一个曲面，而连接方向机体5的气腔随着方向机体5的膨胀而被拉伸，进而在第二骨架6左侧的方向层的弯曲下，第二骨架6同时弯曲，弯曲的方向为向右，此时便可看作软体机器人向右运动；反之，当第三微通道8开启时，根据上述工作原理，可看作软体机器人向左运动。

值得一提的是，热像仪19在判断热像时，可以通过热心对热像的相对位置进行判断，判断热心偏左时，相当于最大红外线感测区域在左侧；判断热心偏右时，相当于最大红外线感测区域在右侧；判断热心居中时，相当于此时无需调整左右位置。

第五微通道10对应高电平、第四微通道9对应低电平，当软体机器人以前方为进方向时，第三TTL门电路143以高电平为起始电平；当软体机器人以后方为前进方向时，第三TTL门电路143以低电平为起始电平，基体12以高低电平的变化向当前的方向前进。

对于软体机器人向前方前进，利用第三TTL门电路143进行根据CLK信号发送不同的电平信号，CLK信号每个一定的时间，例如1秒，改变一次电平，当软体机器人前往固定被困人员时，软体机器人正向前进，此时CLK信号的起始电平信号为高电平，第三TTL门电路143中传输高电平，最终输出结果也为高电平，高电平传输后第三电磁阀18根据高电平开启第五微通道10，当CLK信号转变为低电平时，第三TTL门电路143中传输低电平，最终输出结果也为低电平，低电平传输后第三电磁阀18根据低电平开启第四微通道9，在CLK信号的不断改变下，电磁阀不断转换第五微通道10与第四微通道9的开闭状态；当软体机器人向后方前进时，此时CLK信号的起始电平信号为低电平，第三TTL门电路143中传输的电平信号的顺序与上述相反。

对于行动机体11，触手13在空气注入后，具有延展性聚合物一面扩张，但具有硬性聚合物的一面不变，从而使得触手13弯曲。

当弯曲时，借助触手13与周围摩擦力作用产生的横向推力，整个行动机体11可以不断向前推进，在行动机体11的驱动下，软体机器人可以向前爬行。而根据上述第三TTL门电路143的工作情况，以及当起始电平为高电平时，高电平对应的第五微通道10打开，气体从由第五微通道10传入基体12后端的触手13，基体12后端的触手13先弯曲，由于软体机器人重量的因素，后端触手13的尖端的相对位置前移，此时电平信号转换为低电平，此时第四微通道9打开，第五微通道10关闭，后端触手13从弯曲的状态下逐渐复原，而前端触手13从平常的状态变为弯曲状态，前端触手13与后端触手13的共同协作下，基体12中心位置前移，从而得出软体机器人向正方向前进，进而电平信号再次转换为高电平时，前端触手13复原，后端触手13弯曲，在不断的变化过程中，软体机器人向前方前进。

当起始电平为低电平时，低电平对应的第四微通道9打开，气体由第四微通道9传入基体12前端的触手13，基体12前端的触手13先弯曲，由于软体机器人重量的因素，前端触手13的尖端的相对位置后移，此时电平信号转换为高电平，此时第五微通道10打开，第四微通道9关闭，前端触手13从弯曲的状态下逐渐复原，而后端触手13从平常的状态变为弯曲状态，后端触手13与前端触手13的共同协作下，基体12中心位置后移，从而得出软体机器人向反方向前进，进而电平信号再次转换为低电平时，后端触手13复原，前端触手13弯曲，在不断变化过程中，软体机器人向后方前进。

值得一提的是，在软体机器人前方的方向层上，设置有斜坡，在软体机器人向前方前进时，通过斜坡以及被困人员的惯性，能使软体机器人能够在钻入被困人员身体的下方，使得软体机器人能够背着被困人员。

压敏元件3设置在第一骨架1的中线上，在软体机器人逐渐背负被困人员时，固定层上设置的压敏元件3逐渐感测到压力，每个压敏元件3都向第一TTL门电路141提供电平信号的情况，感测到压力的压敏元件3提供高电平的电平推荐，即“1”、未感测到压力的压敏元件3提供低电平的电平推荐，即“0”，第一TTL门电路141中设置与压敏元件3数量一致的电平信号发生器，向第一TTL门电路141发送电平信号，所有电平信号通过与门连接，当第一TTL门电路141输出值为高电平时，第一电磁阀16开启第一微通道4、当第一TTL门电路141输出值为低电平时，第一电磁阀16不开启第一微通道4。

在第一微通道4开启时，与上述触手13类似，收缩臂2上具有延展性的一面受到气体的作用膨胀而弯曲、硬性聚合物的一面不受气体的作用，而气囊在充气后也膨胀，在延展性的一面以及气囊的膨胀下，收缩臂2弯曲，将受困人员固定。值得一提的是，在收缩臂2上，气囊主要设置在收缩臂2靠近第一骨架1的位置。进一步的，考虑受困人员的身高的问题，在设计制造软体机器人时，可以根据身高进行软体机器人尺寸的划分，例如第一骨架1为160cm～170cm、170cm～180cm等等，从而可以根据受困人员的身高进行软体机器人的选择，从而增加救援的准确性以及成功率。

进一步的，在第一TTL门电路141输出的电平为高电平后，第三TTL门电路143的CLK信号清零，进而重新从起始电平信号开始进行另外的CLK信号推演，即从向正方向前进转变为向反方向前进。

对于气泵，气泵时刻处于工作状态，而第一电磁阀16、第二电磁阀17、第三电磁阀18在初始状态下处于将第一微通道4、第二微通道7、第三微通道8、第四微通道9、第五微通道10关闭的状态下。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自主探索型洞穴救援软体机器人，包括：行动层、方向层、固定层、热像仪（19）以及气泵，其特征在于：

所述固定层包括第一骨架（1）、若干收缩臂（2）、若干压敏元件（3）、第一TTL门电路（141）以及第一微通道（4），所述收缩臂（2）设置于所述第一骨架（1）的两侧，所述压敏元件（3）铺设于所述第一骨架（1），所述第一微通道（4）贯穿所述第一骨架（1）且沿所述第一骨架（1）发散至所述收缩臂（2），所述收缩臂（2）沿所述第一微通道（4）设置有若干气囊；

所述方向层包括若干方向机体（5）、第二骨架（6）、第二TTL门电路（142）、第二微通道（7）、第三微通道（8）、第四微通道（9）以及第五微通道（10），所述方向机体（5）为膨胀体，所述方向机体（5）之间通过气腔连接，所述气腔互相连接，所述方向机体（5）位于所述第二骨架（6）的两侧，所述第二微通道（7）以及第三微通道（8）贯穿所述第二骨架（6），所述第二微通道（7）沿所述第二骨架（6）发散至所述第二骨架（6）左侧的方向机体（5）、第三微通道（8）沿所述第二骨架（6）发散至所述第二骨架（6）右侧的方向机体（5）；

所述第一骨架（1）与所述第二骨架（6）轴向连接，所述方向层有两个且分别通过所述第一骨架（1）与所述第二骨架（6）的连接关系设置于所述固定层的前后两端，所述第二微通道（7）、第三微通道（8）、第四微通道（9）以及第五微通道（10）穿过所述第一骨架（1）内部；

所述行动层设置于所述方向层以及固定层的下方，所述行动层包括若干行动机体（11）以及第三TTL门电路（143），所述行动机体（11）由基体（12）与四个触手（13）构成，所述触手（13）成H状分布于所述基体（12）周围，所述第四微通道（9）与所述第五微通道（10）位于所述方向层底端且延伸至所述基体（12），所述第四微通道（9）由所述基体（12）延伸至所述基体（12）前端的触手（13）内，所述第五微通道（10）由所述基体（12）延伸至所述基体（12）后端的触手（13）内；

所述气泵分别与所述第一微通道（4）、第二微通道（7）、第三微通道（8）、第四微通道（9）以及第五微通道（10）连接，所述第一微通道（4）处设置有第一电磁阀（16），所述第二微通道（7）以及第三微通道（8）处设置有第二电磁阀（17），所述第四微通道（9）以及第五微通道（10）处设置有第三电磁阀（18）；

所述压敏元件（3）与所述第一电磁阀（16）以及第一TTL门电路（141）构成第一回路；所述热像仪（19）连接所述第二TTL门电路（142），所述第二TTL门电路（142）连接所述第二电磁阀（17）；所述第三TTL门电路（143）连接第三电磁阀（18）。

2.根据权利要求1所述的一种自主探索型洞穴救援软体机器人，其特征在于：所述方向机体（5）一侧面为硬性聚合物、另一侧面为具有延展性的聚合物，所述硬性聚合物面朝向所述第二骨架（6）。

3.根据权利要求1所述的一种自主探索型洞穴救援软体机器人，其特征在于：所述收缩臂（2）底面为具有延展性的聚合物，所述收缩臂（2）的顶面为硬性聚合物，所述第一微通道（4）蛇形设置于所述收缩臂（2），所述气囊分别连接于所述第一微通道（4）直行部分，所述气囊的鼓起的相对方向为所述第一微通道（4）的下方。

4.根据权利要求3所述的一种自主探索型洞穴救援软体机器人，其特征在于：所述第一骨架（1）两侧的所述收缩臂（2）交错设置，所述收缩臂（2）的侧边倾斜。

5.根据权利要求1所述的一种自主探索型洞穴救援软体机器人，其特征在于：所述第四微通道（9）蛇形设置于所述基体（12）的所述前端触手（13）、所述第五微通道（10）蛇形设置于所述基体（12）的所述后端触手（13）。

6.根据权利要求1所述的一种自主探索型洞穴救援软体机器人，其特征在于：所述第二电磁阀（17）为逻辑电平阀，所述第二电磁阀（17）控制所述第二微通道（7）以及第三微通道（8）的开闭，所述热像仪（19）根据洞穴中的红外线进行热成像，所述热像仪（19）以所述软体机器人的中分线进行逻辑电平的判断，所述中分线以左为高电平、以右为低电平，当所述电平为高电平时，所述第二TTL门电路（142）根据所述逻辑电平控制所述第二电磁阀（17）开启所述第三微通道（8）、当所述电平为低电平时，所述第二TTL门电路（142）根据所述逻辑电平控制所述第二电磁阀（17）开启所述第二微通道（7）。

7.根据权利要求1所述的一种自主探索型洞穴救援软体机器人，其特征在于：所述第三电磁阀（18）为时序电磁阀，所述第三TTL门电路（143）根据CLK信号进行高低电平的转换，所述第三电磁阀（18）根据所述第三TTL门电路（143）的高低电平信号控制所述第三电磁阀（18）在所述第四微通道（9）与所述第五微通道（10）的开闭。

8.根据权利要求1所述的一种自主探索型洞穴救援软体机器人，其特征在于：所述压敏元件（3）用于判断压力接收情况，判断接收到压力的所述压敏元件（3）向所述第一TTL门电路（141）提供高电平信号请求、判断未接收到压力的所述压敏元件（3）向所述第一TTL门电路（141）提供低电平信号请求，所述第一TTL门电路（141）根据所述压敏元件（3）的电平信号请求发送相应的电平信号。

9.根据权利要求1～8任一项所述的一种自主探索型洞穴救援软体机器人，其特征在于：所述第一电磁阀（16）、第二电磁阀（17）以及第三电磁阀（18）分别连接于处理芯片（20），所述处理芯片（20）连接无线信号接收器（21），所述无线信号接收器（21）外接遥控装置（22），所述遥控装置（22）控制所述第一电磁阀（16）、第二电磁阀（17）以及第三电磁阀（18）的开闭。

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