Rehabilitation of aging pipes requires accurate condition assessment and mapping far into the pipe interiors. Soft growing vine robot systems are particularly promising for navigating confined, sinuous paths such as in pipes, but are currently limited by complex subsystems and a lack of validation in real-world industrial settings. In this paper, we introduce the concept and implementation of a hermetic and transparent vine robot system for visual condition assessment and mapping within non-branching pipes. This design encloses all mechanical and electrical components within the vine robot's soft, airtight, and transparent body, protecting them from environmental interference while enabling visual sensing. Because this approach requires an enclosed mechanism for transporting sensors, we developed, modeled, and tested a passively adapting enclosed tip mount. Finally, we validated the hermetic and transparent vine robot system concept through a real-world condition assessment and mapping task in a wastewater pipe. This work advances the use of soft-growing vine robots in pipe inspection by developing and demonstrating a robust, streamlined, field-validated system suitable for continued development and deployment.


翻译:老化管道的修复需要对其内部深处进行精确的状态评估与测绘。软体生长藤蔓机器人系统在穿越如管道等受限、曲折路径方面展现出巨大潜力,但目前受限于复杂的子系统设计及缺乏真实工业环境下的验证。本文提出并实现了一种用于非分支管道内视觉状态评估与测绘的密封透明藤蔓机器人系统。该设计将所有机械与电气组件封装于藤蔓机器人柔软、气密且透明的本体内部,在保护其免受环境干扰的同时实现视觉感知。由于此方法需采用封闭式机构运输传感器,我们开发、建模并测试了一种被动自适应封闭式末端安装装置。最后,通过在实际废水管道中执行状态评估与测绘任务,验证了该密封透明藤蔓机器人系统概念的可行性。本研究通过开发并展示一套适用于持续开发与部署的鲁棒、精简、经过现场验证的系统,推动了软体生长藤蔓机器人在管道检测领域的应用。

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