[发明专利]一种气动软体机器人实验平台及其使用方法

说明书

本发明公开一种气动软体机器人实验平台及其使用方法，包括气动软体机器人、气压驱动模块、视觉检测模块和控制模块；控制模块用于控制气压驱动模块动作，气压驱动模块用于驱动气动软体机器人产生运动，视觉检测模块用于采集气动软体机器人的位姿信息并反馈给控制模块。通过气压驱动模块驱动气动软体机器人的运动，模拟出气动软体机器人的实际运动，通过视觉检测模块测量气动软体执行器的弯曲角度，记录气动软体机器人的运动姿态，从而测试到气动软体机器人模拟实际运动时的运动参数，可以利用得到的参数与理论模型的数据进行对比，对控制模型以及气动软体机器人的实际参数设计进行修正。

技术领域

本发明涉及软体机器人技术领域，更具体的，涉及一种气动软体机器人实验平台及其使用方法。

背景技术

软体机器人由柔顺性材料构成，具有极好的环境适应性，能够完成许多传统机器人不能完成的任务，具有广泛的应用前景。但现阶段软体机器人研究仍处于起步阶段，气动软体机器人具有大变形以及软体材料本身的非线性，使得很难完成对其的精确控制，而且其连续变形特性导致无法获得准确的形状反馈信息。以上原因导致气动软体机器人的控制精度不高，也严重影响了其实际应用效果。

为了提高气动软体机器人的控制精度，需要研究气动软体机器人的实际运动与理论模型之间的区别，因此，建立一种气动软体机器人实验平台就显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种气动软体机器人实验平台及其使用方法，能够模拟并采集气动软体机器人实际工作中的位姿变化。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种气动软体机器人实验平台，包括气动软体机器人、气压驱动模块、视觉检测模块和控制模块；控制模块用于控制气压驱动模块动作，气压驱动模块用于驱动气动软体机器人产生运动，视觉检测模块用于采集气动软体机器人的位姿信息并反馈给控制模块。

优选的，气压驱动模块包括活塞杆式气缸、滑台模块、步进电机和气压传感器；活塞杆式气缸具有活塞杆和出气口，出气口通过气管与气动软体机器人的进气口连接，出气口还与气压传感器连接，气压传感器与控制模块信号连接；

滑台模块包括丝杆支架、滑块和丝杆，丝杆安装在丝杆支架上，滑块滑动安装在丝杆上；活塞杆与滑块通过连接件固定连接，活塞杆与丝杆平行设置；

步进电机的输出轴通过联轴器与丝杆的一端连接。

进一步的，活塞杆端部设置有鱼眼接头，鱼眼接头与滑块通过连接件固定连接。

进一步的，滑台模块还包括导向杆，导向杆与丝杆平行设置，滑块同时安装在丝杆和导向杆上。

进一步的，控制模块包括步进电机驱动器、控制器和电源，电源用于给控制器、步进电机驱动器和步进电机供电；控制器发送指令给步进电机驱动器，步进电机驱动器根据接收的指令控制步进电机转动。

优选的，气动软体机器人由多个气动软体执行器通过关节连接而成，每个气动软体执行器对应设置一个气压驱动模块。

优选的，视觉检测模块包括相机、数据采集卡、电脑和标定板；

相机用于监测气动软体机器人的位姿信息，并传递给数据采集卡，数据采集卡将采集的位姿信息传递到电脑并在电脑上实时显示并记录。

进一步的，还包括实验台支架，实验台支架一侧设有第一竖直放置滑轨，第一竖直放置滑轨上滑动安装有支撑杆，支撑杆上滑动安装有支撑件，支撑件上固定安装相机，实验台支架另一侧设有第二竖直放置滑轨，第二竖直放置滑轨上滑动安装标定板，气动软体机器人位于标定板和相机之间，且标定板与相机的镜头相对设置。

优选的，还包括实验台支架，实验台支架底部设置有水平放置滑轨，水平放置滑轨上设有能够沿着水平放置滑轨滑动的滑台，滑台上固定安装有可升降平台，气动软体机器人固定安装于可升降平台上。