[发明专利]一种软体爬行机器人

说明书

一种软体爬行机器人，包括本体和和固接在本体上的多个楔形硬质摩擦片，本体采用柔性材料制成；本体的整体外形呈类弓字形，其内部设置有类弓字形的封闭气腔以及与外部驱动气源连通的通气口；充气时，本体膨胀，在楔形摩擦片的限制下，本体的右端相对于本体的左端发生相对右移运动；放气时，本体收缩，在楔形摩擦片的限制下，本体的左端相对于本体的右端发生相对右移运动；本发明的类弓字形的整体设置和类弓字形的气腔设置可以保证充气时更加快速地发生膨胀变形，放气时更加快速地完成收拢变形，从而便于软体机器人更加快速地前行。

技术领域

本发明涉及一种软体爬行机器人，具体涉及一种气体驱动的软体爬行机器人。

背景技术

软体机器人由柔韧性材料制成，可在大范围内任意改变自身形状和尺寸，在侦察、探测、救援及医疗等领域都有广阔的应用前景。

在软体机器人中，软体爬行机器人有着自身的优点，国内外研制出的比较有代表性的软体爬行机器人有美国塔夫兹大学研制的GoQBot软体机器人，能够像毛毛虫一样具有滚动弹射能力。早稻田大学利用基于B-Z化学反应的凝胶驱动特性，使其凝胶体机器人能够自由行走。Tufts大学通过研究毛毛虫的运动设计了一个基于3D打印外壳，内嵌SMA驱动的软体爬行机器人；首尔国立大学的WANG等在尺蠖运动模式的启发下设计了一个仿尺蠖软体爬行机器人，该机器人在前后左右都镶嵌记忆合金，可以实现爬行和转弯。

但是，以上技术存在的一个问题是，软体爬行机器人在一个周期内的运动序列复杂，爬行速度受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一个软体机器人解决软体机器人，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种软体爬行机器人，包括本体和固接在本体上的多个楔形硬质摩擦片，所述本体采用软体材料制成，所述本体的整体外形呈类弓字形，其内部设置有类弓字形的封闭气腔以及与外部驱动气源连通的通气口；工作时，驱动气源通过通气口对本体内部的封闭气腔进行充气或放气；充气时，本体膨胀，在楔形硬质摩擦片的限制下，本体的右端相对于本体的左端发生相对右移运动；放气时，本体收缩，在楔形硬质摩擦片的限制下，本体的左端相对于本体的右端发生相对右移运动；循环充气、放气时，软体爬行机器人本体不断地向右蠕动。作为本发明的改进，楔形硬质摩擦片的材质可以是硬质塑料片，也可以是硬质的硅胶材料制成。楔形硬质摩擦片的形状也可以非图中所示，很显然，现有技术中能提供单方向摩擦力的其他结构也应落在本发明的保护范围内。

作为本发明的改进，一种软体爬行机器人，包括本体和附体，所述本体和附体采用软体材料制成，制作附体材料的弹性模量大于制作本体材料的弹性模量；所述本体的整体外形呈类弓字形，其内部设置有类弓字形的封闭气腔以及与外部驱动气源连通的通气口；所述附体和本体的底面固接在一起；在附体上固接在本体上的多个楔形硬质摩擦片；工作时，驱动气源通过通气口对本体内部的封闭气腔进行充气或放气；充气时，本体在附体限制下的发生膨胀和弯曲的耦合变形；在楔形硬质摩擦片的约束下，本体的右端相对于本体的左端发生相对右移运动；放气时，本体在附体限制下的发生收缩，在楔形硬质摩擦片的约束下，本体的左端相对于本体的右端发生相对右移运动；循环充气、放气时，软体爬行机器人本体不断地向右蠕动。

作为本发明的另一改进，一种软体爬行机器人，其特征在于包括本体和附体，所述本体和附体采用同种软体材料制成，制作附体时在其内部设置不可延展的层状物质。所述本体的整体外形呈类弓字形，其内部设置有类弓字形的封闭气腔以及与外部驱动气源连通的通气口。所述附体和本体的底面固接在一起。在附体上固接在本体上的多个楔形硬质摩擦片。工作时，驱动气源通过通气口对本体内部的封闭气腔进行充气或放气。充气时，本体在附体限制下的发生膨胀和弯曲的耦合变形。在楔形硬质摩擦片的约束下，本体的右端相对于本体的左端发生相对右移运动。放气时，本体在附体限制下的发生收缩，在楔形硬质摩擦片的约束下，本体的左端相对于本体的右端发生相对右移运动。循环充气、放气时，软体爬行机器人本体断地向右蠕动。