[发明专利]一种多模块差动软体机器人

说明书

本发明公开了一种多模块差动软体机器人，包括：多个差动运动模块，分别为依次连接的头模块及尾模块；每个差动运动模块包括：两个充气气囊驱动器及底板，两个充气气囊驱动器设置于底板上，并联排布于模块的左右两侧；头模块还包括：至少两个前脚，前脚并排设置在头模块的前端；尾模块还包括：至少两个后脚，后脚并排设置在尾模块的后端；充气气囊驱动器用于通过充气或放气来实现弯曲变形，进而带动底板实现弯曲变形，进而带动尾模块及头模块依次发生弯曲变形产生运动量进行动作传递来实现机器人的前移；动作传递为后一模块充气、前一模块充气、后一模块放气的动作顺序。本发明的多模块差动软体机器人，结构简单，速度快。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种多模块差动软体机器人。

背景技术

近年来，软体机器人逐渐进入大家的视野，相对于传统的刚性机器人，软体机器人对环境有更好的适应性，可以根据环境的不同改变自身的结构，具有抗震救灾的地形勘测以及一些特殊地形探索的应用前景。

软体爬行机器人可以根据主动变形实现爬行、转弯、滚动等功能。大部分软体爬行机器人来自于对大自然生物的研究，自然界的生物体的大部分由肌肉、皮肤等软体物质组成，这些柔性物质能够储存大量的弹性势能，能用于适应自然界动态的环境。

查找相关文献可知，近年来也有很多关于软体爬行机器人的研究，例如：

Tufts大学的Takuya等人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Wei Wang等人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；

哈佛大学Robert Wood等人设计了一个仿生章鱼软体机器人，该机器人全部结构都是由软体材料构成，利用机器人体内化学反应产生气体供能，驱动机器人的各个触手运动；

哈佛大学R.F.Shepherd等人设计了一个气动四脚爬行机器人。

上述现有的软体机器人存在如下缺点：

使用形状记忆合金制成的软体机器人变形时需要进行通电加热，因为运动速度会受到加热的时间限制，而依赖化学反应进行运动机器人对其内部结构要求高，且需要频繁更换驱动材料。且上述三种软体机器人均不具有模块化的特点。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种多模块差动软体机器人，解决了软体机器人模块化和差动运动，其具有模块化和差动运动的优点，能进行直行和转弯运动，能适用于多种环境；差动运动模块结构简单，机器人的运动速度更快。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种多模块差动软体机器人，其包括：多个差动运动模块，分别为依次连接的头模块以及尾模块；其中，

每个所述差动运动模块包括：两个充气气囊驱动器以及底板，两个所述充气气囊驱动器设置于所述底板上，两个所述充气气囊驱动器并联排布于所述差动运动模块的左右两侧；

所述头模块还包括：至少两个前脚，所述前脚并排设置在所述头模块的前端；

所述尾模块还包括：至少两个后脚，所述后脚并排设置在所述尾模块的后端；

所述充气气囊驱动器用于通过充气或放气来实现弯曲变形，进而带动所述底板实现弯曲变形，进而带动所述尾模块以及所述头模块依次发生弯曲变形产生运动量进行动作传递来实现机器人的前移；

所述动作传递为后一差动运动模块充气、前一差动运动模块充气、后一差动运动模块放气的动作顺序；

所述充气气囊驱动器用于通过不同的充气量来实现所述差动运动模块的不同运动量；