CN114012745A - 一种折纸结构的软体探测机器人及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种折纸结构的软体探测机器人及其驱动方法。该机器人包括外壳、吐料机构和探测器限位机构；所述外壳内设置有相互隔离的存膜腔和存线腔。存膜腔上设置有吐料口。吐料机构安装在存膜腔中，用于向外释放探测器。探测器限位机构安装在存线腔中，用于使探测器保持在柔性检测臂的尖端。吐料机构包括中心套筒和柔性筒膜。探测器限位机构包括线缆、探测器和气动夹持器。本发明通过实时计算探测器拍摄的画面中柔性筒膜所占的比例δ来估计探测器相对于尖端的位置，并利用气动夹持器来对线缆进行摩擦减速，能够避免柔性筒膜自身输出速度与其尖端生长速度不一致导致的探测器位置不准确问题，使得探测器一直保持在柔性筒膜尖端的最佳位置。

Description

一种折纸结构的软体探测机器人及其驱动方法

技术领域

本发明属于软体机器人技术领域，具体涉及一种折纸结构的软体探测机器人及其驱动 方法。

背景技术

在许多探测环境中，软体探测机器人通过向它们的尖端输送材料而移动，它们独特的 吐料和探测方式引起了人们的极大兴趣。软体探测机器人伸长的效果类似于植物的生长。 软体探测机器人可以在障碍物周围或通过障碍物时产生变形，不受表面摩擦影响，并且软 体探测机器人可以增长到任意长度，使软体探测机器人更容易在杂乱的环境中探索。

由于软体探测机器人的结构特点，其尖端的前进速度为筒膜伸出速度的1/2；筒膜伸 出的过程中将带动探测器的线缆以相同的速度向外释放；进而导致探测器的前进或后退速 度与软体探测机器人尖端的前进或后退速度不一致，使得探测器难以保持在探测机器人的 尖端。因此，需要设计一种能够在尖端前进后退过程中持续保持探测器在适当位置的软体 探测机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种折纸结构的软体探测机器人及其驱动方法。

本发明一种折纸结构的软体探测机器人，包括外壳、吐料机构和探测器限位机构；所 述外壳内设置有相互隔离的存膜腔和存线腔。存膜腔上设置有吐料口。吐料机构安装在存 膜腔中，用于向外释放探测器。探测器限位机构安装在存线腔中，用于使探测器保持在柔 性检测臂的尖端。吐料机构包括中心套筒、柔性筒膜。中心套筒固定在存膜腔中，且内腔与存线腔连通。中心套筒的外端朝向吐料口。柔性筒膜套置在中心套筒的外侧，且内端与存膜腔密封连接；柔性筒膜的外端伸出吐料口并向外翻折后与外壳密封连接。存膜腔与气源连接，能够充压。存膜腔充压后，能使得柔性筒膜伸出外壳以外的部分保持膨胀；柔性 筒膜在存膜腔内的部分收卷或收折存放；柔性筒膜伸出外壳以外部分的长度能够调节。

所述的探测器限位机构包括线缆、探测器和气动夹持器；气动夹持器安装在存线腔内。 线缆的内端用于输出探测器检测到的数据。线缆穿过气动夹持器的夹持部、中心套筒的内 腔，并被中心套筒与探测尖端之间的柔性筒膜夹住。线缆的外端伸出至柔性筒膜的尖端开 口处，并安装有朝外的探测器。

作为优选，在工作过程中，通过调节气动夹持器对线缆提供的摩擦力，调节线缆与柔 性筒膜尖端的相对速度；探测器包含摄像头；通过摄像头拍摄的画面中柔性筒膜的比例δ 判断探测器是否处于柔性筒膜尖端的适当位置。

在柔性筒膜向外伸出的过程中，若比例δ低于预设范围，则气动夹持器的夹持力增大， 减慢探测器向外伸出的速度，使得探测器相对于柔性筒膜回到适当位置。若比例δ高于预 设范围，则气动夹持器的夹持力减小，加快探测器向外伸出的速度，使得探测器相对于柔 性筒膜回到适当位置。

在柔性筒膜向内缩回的过程中，若比例δ低于预设范围，则气动夹持器的夹持力减小， 加快探测器向内伸缩回的速度，使得探测器相对于柔性筒膜回到适当位置。若比例δ高于 预设范围，则气动夹持器的夹持力增大，减慢探测器向内伸出的速度，使得探测器相对于 柔性筒膜回到适当位置。

作为优选，所述的中心套筒的内侧能够充压；中心套筒的内侧充压后减小柔性筒膜对 线缆的挤压力。当气动夹持器对线缆提供的摩擦力无法使得探测器的速度与柔性筒膜尖端 的速度保持一致时，对中心套筒内充压，减小柔性筒膜对线缆的摩擦力。

作为优选，所述的吐料机构还包括筒膜整理控速组件。所述的筒膜整理控速组件包括 两根滚轴。相互平行的两根滚轴均支承在存膜腔内，且分别设置中心套筒的两侧。两根滚 轴上与中心套筒对齐的位置均开设有环形凹槽，环形凹槽与套置在中心套筒上的柔性筒膜 接触。两根滚轴在动力元件的驱动下同步反向转动。

作为优选，所述环形凹槽的截面呈弧形，且覆盖有摩擦层。

作为优选，柔性筒膜能沿轴线方向收折在一起，减小自身长度。

作为优选，气动夹持器包括间隔设置的两个夹持气囊。两个夹持气囊之间形成气动夹 持器的夹持部。当气动夹持器充压时，两个夹持气囊同步膨胀，夹持住线缆。通过调节两 个夹持气囊内的压力，调节气动夹持器对线缆的夹持力。

作为优选，所述外壳的内腔中部固定有隔板。隔板将外壳内的存膜腔和存线腔隔开。 隔板上开设有让位孔道。

作为优选，所述的外壳包括前壳体和后壳体。隔板设置在前壳体与后壳体之间。前壳 体与后壳体通过法兰结构连接。前壳体与隔板之间设置有环形密封圈。

该折纸结构的软体探测机器人的驱动方法具体如下：

外部的气源持续保持存膜腔内的压力在预设范围内。

当需要向外伸出探测器时，两根滚轴的相邻侧同步向外转动，释放柔性筒膜；柔性筒 膜通过摩擦力带动线缆和探测器向外伸出。探测器上的摄像头持续拍摄图像；计算柔性筒 膜在所得图像所占的比例δ；比例δ在预设范围内时，保持气动夹持器的夹持力不变；预设范围的下限为20％～60％；预设范围的上限为30％～80％；若比例δ低于预设范围，则 气动夹持器的夹持力增大，减慢探测器向外伸出的速度，使得探测器相对于柔性筒膜回到 适当位置。若比例δ高于预设范围，则气动夹持器的夹持力减小，加快探测器向外伸出的 速度，使得探测器相对于柔性筒膜回到适当位置。

当需要向内收回探测器时，两根滚轴的相邻侧同步向内转动，向内收回柔性筒膜；柔 性筒膜通过摩擦力带动线缆和探测器向内收缩伸出。探测器上的摄像头持续拍摄图像；计 算柔性筒膜在所得图像所占的比例δ；比例δ在预设范围内时，保持气动夹持器的夹持力不变；若比例δ低于预设范围，则气动夹持器的夹持力增大，减慢探测器向外伸出的速度，使得探测器相对于柔性筒膜回到适当位置。若比例δ高于预设范围，则气动夹持器的夹持力减小，加快探测器向外伸出的速度，使得探测器相对于柔性筒膜回到适当位置。若比例 δ低于预设范围，则气动夹持器的夹持力增大，减慢探测器向外伸出的速度，使得探测器 相对于柔性筒膜回到适当位置。若比例δ高于预设范围，则气动夹持器的夹持力减小，加 快探测器向外伸出的速度，使得探测器相对于柔性筒膜回到适当位置。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明的控制器通过实时计算探测器拍摄的画面中柔性筒膜所占的比例δ来估计 探测器相对于尖端的位置，并利用气动夹持器来对线缆进行摩擦减速，能够避免柔性筒膜 自身输出速度与其尖端生长速度不一致导致的探测器位置不准确问题，使得探测器一直保 持在柔性筒膜尖端的最佳位置，此时探测器既能够受到柔性筒膜的保护，又能够检测到外 界环境中的有效信息。

2、本发明利用柔性筒膜对线缆的摩擦力来带动线缆和探测器运动，不需要为探测器 额外提供释放和回收的动力元件，并气动夹持器夹持线缆的方式为线缆减速，确保线缆与 的探测器的速度保持一致，探测器一直保持在柔性筒膜尖端的最佳位置。

3、本发明使用两根滚轴和中心套筒共同压紧柔性筒膜；当柔性筒膜需要伸长时，电 机的主轴正转，两根滚轴将柔性筒膜向上带出，由于柔性筒膜受到约束，故不会因内部压 力波动而产生柔性筒膜突然伸出的情况，增加了软体探测机器人工作的稳定性，使柔性筒 膜尖端的控制更加精准。

4、本发明具有较好的延展性，柔性筒膜内部无刚性结构，故能够进入缝隙与弯曲的 缝隙，适应更多复杂的环境。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的爆炸图；

图4为本发明中筒膜整理控速组件的第一张示意图；

图5为本发明中筒膜整理控速组件的第二张示意图；

图6为本发明向中心套筒内部充压后的示意图；

图7为本发明中气动夹持器夹持线缆的过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图5所示，一种折纸结构的软体探测机器人，包括外壳1、吐料机构A和探测器限位机构B；所述外壳1呈圆筒状；所述外壳1的内腔中部固定有隔板3。隔板3将 外壳1的内腔分隔为存膜腔和存线腔。存膜腔远离存线腔的端部设置有吐料口。隔板3 上开设有让位孔道12。吐料机构A安装在存膜腔中，用于向外释放柔性检测臂。探测器 限位机构B安装在存线腔中，用于保证探测器保持在柔性检测臂的外端端部位置。

吐料机构A包括中心套筒9、柔性筒膜14、气泵和筒膜整理控速组件。柔性筒膜14能沿轴线方向收折在一起，减小自身长度；中心套筒9固定在存膜腔内，且内腔与隔板3 上的让位孔道12连通。

柔性筒膜14的折叠部分套置在中心套筒9的外侧，且内端与让位孔道12的边缘密封 连接。柔性筒膜14的外端伸出吐料口并向外翻折后与外壳1的端部密封连接。柔性筒膜14的外端边缘套置在吐料口的周围。气泵设置在外壳1的外部，且出气口与外壳1内的 存膜腔连接。当气泵向存膜腔充压时，将推动柔性筒膜14向外发生翻折并伸出，达到向 前伸出机器人柔性检测臂的作用。气泵的出气口通过两个相互独立的控制阀分别连接存膜 腔和中心套筒9。对中心套筒9的内腔充压能够减小柔性筒膜14对线缆15的挤压力。

筒膜整理控速组件包括电机2、从动齿轮滚轴10和主动齿轮滚轴11。所述的从动齿轮滚轴10和主动齿轮滚轴11均支承在存膜腔内，且分别设置中心套筒9外端的两侧。从 动齿轮滚轴10和主动齿轮滚轴11上与中心套筒9对齐的位置均开设有环形凹槽，环形凹 槽与套置在中心套筒9上的柔性筒膜14接触。环形凹槽的截面呈弧形，且覆盖有一层摩 擦层，从而增大环形凹槽与柔性筒膜14之间的摩擦力。摩擦层的材质为橡胶。从动齿轮 滚轴10和主动齿轮滚轴11的同一端均固定有传动齿轮。两个传动齿轮啮合。电机2安装 在外壳1的侧部，输出轴与主动齿轮滚轴11通过一对齿轮连接，实现动力传递。

从动齿轮滚轴10两端均设置有转动支承部；转动支承部与外壳2内的环形凹槽同轴 心转动配合；工作时，从动齿轮滚轴10、主动齿轮滚轴11和中心套筒9从内外两侧共同压紧柔性筒膜14；当柔性筒膜14需要伸长时，电机2的主轴正转，电机2的主轴通过齿 轮传动带动主动齿轮滚轴11反转，主动齿轮滚轴11带动从动齿轮滚轴10正转；主动齿 轮滚轴11反转和从动齿轮滚轴10正转将柔性筒膜14向上带出；由于柔性筒膜14受到主 动齿轮滚轴11和从动齿轮滚轴10的摩擦力限制，即使存膜腔内出现小幅压力波动，也不 会发生柔性筒膜14突然伸出的情况，从而增加了软体探测机器人工作的稳定性，使柔性 筒膜14尖端的控制更加精确。

如图6所示，外壳1包括前壳体4和后壳体8。隔板3设置在前壳体4与后壳体8之 间。前壳体4与后壳体8通过法兰结构连接。前壳体4与隔板3之间设置有环形密封圈。 环形密封圈的材料为橡胶。电机2为防水电机。

探测器限位机构B包括连接环5、安装架6、线缆15、探测器13、气动夹持器7和 控制器；本实施例中，探测器13采用摄像头。连接环5与隔板3上的让位孔道12同轴固 定；安装架6固定在连接环5远离隔板的一端。气动夹持器7安装在安装架6内，其包括 间隔设置的两个夹持气囊。两个夹持气囊之间形成气动夹持器7的夹持部。气动夹持器7 夹持力可调。线缆15的内端与安装在存线腔中的信号接口连接。信号接口朝上位机传输 线缆15传输的图像数据。

线缆15穿过气动夹持器7的夹持部、隔板3上的让位孔道12、中心套筒9的内腔， 并被中心套筒9与探测尖端之间的柔性筒膜14夹住。柔性筒膜14的探测尖端伸缩运动时， 带动线缆15一同运动。线缆15的外端伸出至柔性筒膜14的尖端开口处，并安装有朝外 的探测器13。线缆的长度有冗余；多余的线缆存储在存线腔内。当气动夹持器7充压时， 两个夹持气囊同步膨胀并相互接触，从而夹持住线缆15，通过调节两个夹持气囊内的压 力，能够调节气动夹持器7对线缆15的夹持力。中心套筒9内腔、存膜腔和气动夹持器 7的充压与泄压独立控制。

控制器用于分析并计算探测器拍摄的画面和控制软体探测机器人运动。工作时，气泵 向前壳体4内充气加压使柔性筒膜14伸长，随之带动线缆向外释放。在气动夹持器7未夹住线缆的情况下，探测器跟随线缆伸出或缩回的速度为柔性筒膜14尖端伸出或缩回的速度的两倍；因此，需要通过在气动夹持器7对线缆提供摩擦力，避免线缆伸出或缩回的 速度过快，使得探测器持续保持柔性筒膜14的尖端。

控制过程中，通过探测器13拍摄的画面判断探测器13相对于柔性筒膜14尖端的位置；具体为：针对探测器13拍摄的图像，计算柔性筒膜14在图像中所占的比例δ来估计 探测器13相对于尖端的位置。

当30％≤δ≤70％，认为探测器13处于适当位置，既能受到柔性筒膜14的保护，又能够获取外界的图像信息，此时气动夹持器7保持对线缆的夹持力不变。

当δ<30％，认为探测器13相对于柔性筒膜14太过靠外，探测器13易损坏且不能拍摄到指定位置；此时，若柔性筒膜14处于向外伸出的状态，则气动夹持器7的夹持力增 大，使气动夹持器7对线缆15的摩擦力增大，减慢探测器13向外伸出的速度，使得探测 器13相对于柔性筒膜14回到适当位置。若柔性筒膜14处于向内缩回的状态，则气动夹 持器7的夹持力减小，使气动夹持器7对线缆15的摩擦力减小，增大探测器13向内缩回 的速度，使得探测器13相对于柔性筒膜14回到适当位置。

当δ>70％，认为探测器13相对于柔性筒膜14太过靠内，探测器获取的有用信息不足；此时，若柔性筒膜14处于向外伸出的状态，则气动夹持器7的夹持力减小，使气动 夹持器7对线缆15的摩擦力减小，增大探测器13向外伸出的速度，使得探测器13相对 于柔性筒膜14回到适当位置。若柔性筒膜14处于向内缩回的状态，则气动夹持器7的夹 持力增大，使气动夹持器7对线缆15的摩擦力增大，减慢探测器13向内缩回的速度，使 得探测器13相对于柔性筒膜14回到适当位置。

如图7所示，所述的吐料机构A还具有控制变量：内压力a、线缆拉力b和额外进给压力c；所述的内压力a、线缆拉力b和额外进给压力c之间的关系决定了探测器的伸长 速度。工作时，内压力a越高，探测器电缆15越容易被挤压，线缆15向前伸长的摩擦力 也就越大，通过施加更大的线缆拉力b来保持相机在机器人尖端；为了克服越来越大的内 压力a而需要的线缆拉力b会导致软体探测机器人的软体探测部分弯曲，不能将探测器 13保持在机器人尖端；通过向中心套筒9充气加压，施加额外进给压力c可以起到平衡 压力的作用，降低挤压力，使探测器13保持在顶部。

如图6和7所示，线缆拉力b由气动夹持器7提供；当压差(a-c)产生对探测器15线缆的摩擦力大于线缆拉力b，使探测器将在生长过程中向前移动；当压差(a-c)产生对探测器15线缆的摩擦力等于线缆拉力b，探测器13在伸长过程中停止运动；当需要施加拉力 b使线缆向下拉动时，气动夹持器7挤压线缆15，并施加线缆拉力b来调节线缆15的长 度。通过控制器计算探测器拍摄柔性筒膜14在探测器13拍摄图像上的占用百分比，估计 顶部探测器的相对位置，从而有助于气动夹持器7与探测器13的协作，保证软体探测机 器人的正常工作。

本发明的工作原理如下：

工作时，当需要将柔性筒膜6的尖端伸长，并调节伸长速率时，所述的可探测软体机 器人通过吐料机构A和探测器限位机构B向上输出柔性筒膜14与线缆15；通过气泵向 前壳体4充气加压，推动柔性筒膜14向上伸长；电机2带动主动齿轮滚轴11和从动齿轮 滚轴10转动，从而精确地控制柔性筒膜的伸长和缩短量；气动夹持器7为探测器电缆15 提供可控的线缆拉力b；当压差(a-c)产生对探测器15线缆的摩擦力大于线缆拉力b，使 探测器将在生长过程中向前移动；当压差(a-c)产生对探测器15线缆的摩擦力小于线缆拉 力b，探测器13在伸长过程中停止运动；当需要施加线缆拉力b使线缆被向后拉动时， 气动夹持器7挤压线缆15，并施加线缆拉力b来调节线缆15的长度。通过控制器计算探 测器13拍摄柔性筒膜14在探测器13拍摄图像上的占用百分比，估计顶部探测器13的相 对位置，从而有助于气动夹持器7与探测器13的协作，保证软体探测机器人的正常工作。

Claims (10)

1.一种折纸结构的软体探测机器人，包括外壳(1)和吐料机构；其特征在于：还包括探测器限位机构；所述外壳(1)内设置有相互隔离的存膜腔和存线腔；存膜腔上设置有吐料口；吐料机构安装在存膜腔中，用于向外释放探测器；探测器限位机构安装在存线腔中，用于使探测器保持在柔性检测臂的尖端；吐料机构包括中心套筒(9)、柔性筒膜(14)；中心套筒(9)固定在存膜腔中，且内腔与存线腔连通；中心套筒(9)的外端朝向吐料口；柔性筒膜(14)套置在中心套筒(9)的外侧，且内端与存膜腔密封连接；柔性筒膜(14)的外端伸出吐料口并向外翻折后与外壳(1)密封连接；存膜腔与气源连接，能够充压；存膜腔充压后，能使得柔性筒膜(14)伸出外壳(1)以外的部分保持膨胀；柔性筒膜(14)在存膜腔内的部分收卷或收折存放；柔性筒膜(14)伸出外壳(1)以外部分的长度能够调节；

所述的探测器限位机构包括线缆(15)、探测器(13)和气动夹持器(7)；气动夹持器(7)安装在存线腔内；线缆(15)的内端用于输出探测器(13)检测到的数据；线缆(15)穿过气动夹持器(7)的夹持部、中心套筒(9)的内腔，并被中心套筒(9)与探测尖端之间的柔性筒膜(14)夹住；线缆(15)的外端伸出至柔性筒膜(14)的尖端开口处，并安装有朝外的探测器(13)。

2.根据权利要求1所述的一种折纸结构的软体探测机器人，其特征在于：在工作过程中，通过调节气动夹持器(7)对线缆提供的摩擦力，调节线缆与柔性筒膜(14)尖端的相对速度；探测器(13)包含摄像头；通过摄像头拍摄的画面中柔性筒膜(14)的比例δ判断探测器(13)是否处于柔性筒膜(14)尖端的适当位置；

在柔性筒膜(14)向外伸出的过程中，若比例δ低于预设范围，则气动夹持器(7)的夹持力增大，减慢探测器(13)向外伸出的速度，使得探测器(13)相对于柔性筒膜(14)回到适当位置；若比例δ高于预设范围，则气动夹持器(7)的夹持力减小，加快探测器(13)向外伸出的速度，使得探测器(13)相对于柔性筒膜(14)回到适当位置；

在柔性筒膜(14)向内缩回的过程中，若比例δ低于预设范围，则气动夹持器(7)的夹持力减小，加快探测器(13)向内伸缩回的速度，使得探测器(13)相对于柔性筒膜(14)回到适当位置；若比例δ高于预设范围，则气动夹持器(7)的夹持力增大，减慢探测器(13)向内伸出的速度，使得探测器(13)相对于柔性筒膜(14)回到适当位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种折纸结构的软体探测机器人，其特征在于：所述的中心套筒(9)的内侧能够充压；中心套筒(9)的内侧充压后减小柔性筒膜(14)对线缆的挤压力；当气动夹持器(7)对线缆提供的摩擦力无法使得探测器的速度与柔性筒膜(14)尖端的速度保持一致时，对中心套筒(9)内充压，减小柔性筒膜(14)对线缆的摩擦力。

4.根据权利要求1或2所述的一种折纸结构的软体探测机器人，其特征在于：所述的吐料机构还包括筒膜整理控速组件；所述的筒膜整理控速组件包括两根滚轴；相互平行的两根滚轴均支承在存膜腔内，且分别设置中心套筒(9)的两侧；两根滚轴上与中心套筒(9)对齐的位置均开设有环形凹槽，环形凹槽与套置在中心套筒(9)上的柔性筒膜(14)接触；两根滚轴在动力元件的驱动下同步反向转动。

5.根据权利要求1或2所述的一种折纸结构的软体探测机器人，其特征在于：所述环形凹槽的截面呈弧形，且覆盖有摩擦层。

6.根据权利要求1或2所述的一种折纸结构的软体探测机器人，其特征在于：所述的柔性筒膜(14)能沿轴线方向收折在一起，减小自身长度。

7.根据权利要求1或2所述的一种折纸结构的软体探测机器人，其特征在于：所述的气动夹持器(7)包括间隔设置的两个夹持气囊；两个夹持气囊之间形成气动夹持器(7)的夹持部；当气动夹持器(7)充压时，两个夹持气囊同步膨胀，夹持住线缆(15)；通过调节两个夹持气囊内的压力，调节气动夹持器(7)对线缆(15)的夹持力。

8.根据权利要求1或2所述的一种折纸结构的软体探测机器人，其特征在于：所述外壳(1)的内腔中部固定有隔板(3)；隔板(3)将外壳(1)内的存膜腔和存线腔隔开；隔板(3)上开设有让位孔道(12)。

9.根据权利要求8所述的一种折纸结构的软体探测机器人，其特征在于：所述的外壳(1)包括前壳体(4)和后壳体(8)；隔板(3)设置在前壳体(4)与后壳体(8)之间；前壳体(4)与后壳体(8)通过法兰结构连接；前壳体(4)与隔板(3)之间设置有环形密封圈。

10.如权利要求4所述的一种折纸结构的软体探测机器人的驱动方法，其特征在于：外部的气源持续保持存膜腔内的压力在预设范围内；

当需要向外伸出探测器时，两根滚轴的相邻侧同步向外转动，释放柔性筒膜(14)；柔性筒膜(14)通过摩擦力带动线缆和探测器向外伸出；探测器上的摄像头持续拍摄图像；计算柔性筒膜(14)在所得图像所占的比例δ；比例δ在预设范围内时，保持气动夹持器(7)的夹持力不变；预设范围的下限为20％～60％；预设范围的上限为30％～80％；若比例δ低于预设范围，则气动夹持器(7)的夹持力增大，减慢探测器(13)向外伸出的速度，使得探测器(13)相对于柔性筒膜(14)回到适当位置；若比例δ高于预设范围，则气动夹持器(7)的夹持力减小，加快探测器(13)向外伸出的速度，使得探测器(13)相对于柔性筒膜(14)回到适当位置；

当需要向内收回探测器时，两根滚轴的相邻侧同步向内转动，向内收回柔性筒膜(14)；柔性筒膜(14)通过摩擦力带动线缆和探测器向内收缩伸出；探测器上的摄像头持续拍摄图像；计算柔性筒膜(14)在所得图像所占的比例δ；比例δ在预设范围内时，保持气动夹持器(7)的夹持力不变；若比例δ低于预设范围，则气动夹持器(7)的夹持力增大，减慢探测器(13)向外伸出的速度，使得探测器(13)相对于柔性筒膜(14)回到适当位置；若比例δ高于预设范围，则气动夹持器(7)的夹持力减小，加快探测器(13)向外伸出的速度，使得探测器(13)相对于柔性筒膜(14)回到适当位置；若比例δ低于预设范围，则气动夹持器(7)的夹持力增大，减慢探测器(13)向外伸出的速度，使得探测器(13)相对于柔性筒膜(14)回到适当位置；若比例δ高于预设范围，则气动夹持器(7)的夹持力减小，加快探测器(13)向外伸出的速度，使得探测器(13)相对于柔性筒膜(14)回到适当位置。

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