[发明专利]基于介电弹性体的自主滚动软体机器人

权利要求书

1.一种基于介电弹性体的自主滚动软体机器人，其特征在于，包括：机器人主体、设置于机器人主体内部的控制系统和设置于机器人主体外部的若干介电弹性体驱动器腿足，其中：介电弹性体驱动器腿足包括柔性框架、加强框架以及设置于其间的介电弹性体薄膜；

所述的介电弹性体驱动器腿足为介电弹性体最小能量结构驱动器，通过将预拉伸的介电弹性体薄膜粘贴在中心开孔的柔性框架上并贴上加强框架制成；当介电弹性体驱动器腿足制作完成后会自组装成为旋转关节结构，此时的介电弹性体薄膜变为马鞍形，当对介电弹性体薄膜两侧的柔性电极施加电压时，介电弹性体驱动器腿足会绕轴旋转，逐渐展平，并对外输出推力。

2.根据权利要求1所述的自主滚动软体机器人，其特征是，所述的介电弹性体薄膜由两面覆盖柔性电极的聚丙烯酸酯、硅胶或天然橡胶薄膜组成，柔性框架和加强框架为不同厚度的PET通过激光切割制作而成。

3.根据权利要求1或2所述的自主滚动软体机器人，其特征是，所述的加强框架采用更厚刚度相对更大的PET片材以使得介电弹性体驱动器腿足只在一个方向绕轴动作。

4.根据权利要求1所述的自主滚动软体机器人，其特征是，所述的介电弹性体驱动器腿足为八个且均匀设置于机器人主体圆周上，每个介电弹性体驱动器腿足在电压作用下单独动作产生推力推动机器人向前滚动，增加介电弹性体驱动器腿足的数量还可以获得更平稳的滚动运动。

5.根据权利要求1所述的自主滚动软体机器人，其特征是，所述的机器人主体为圆柱形壳体结构，该壳体结构的中心设有凹槽，凹槽内密封设有所述控制系统；壳体结构外周上均布若干用于安装介电弹性体驱动器腿足的狭槽。

6.根据权利要求1所述的自主滚动软体机器人，其特征是，所述的机器人主体采用聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫、酚醛泡沫等轻质泡沫材料制成。

7.根据权利要求1或5所述的自主滚动软体机器人，其特征是，所述的控制系统包括：微处理器、多路高压放大模块、PWM波控制模块和A/D转换模块，其中：微处理器与PWM波控制模块相连并传输控制信息，微处理器与A/D转换模块相连并接收光电传感器的信息，PWM波控制模块与多路高压放大模块相连并传输电压控制信号，多路高压放大模块与介电弹性体驱动器腿足相连并传输高压激励信号并控制其产生相应动作。

8.根据上述任一权利要求所述的自主滚动软体机器人，其特征是，每个介电弹性体驱动器腿足上对称设有两个光电传感器，贴近地面的介电弹性体驱动器腿足上的光电传感器由于靠近地面并产生反馈信号至控制系统以发出控制指令，产生高压PWM信号驱动介电弹性体驱动器腿足动作；在连续滚动过程中，通过光电传感器的这种不断的反馈信号可以确定机器人滚动位移，通过机器人的闭环控制，从而实现自主滚动。