[发明专利]一种简化驱动的软体气动滚动机器人

说明书

本发明公开一种驱动与控制简化的软体气动滚动机器人，该设备主要包括：四个扇形腔均匀分布的软体部分、圆筒形刚性支撑件、橡胶管。用3D打印机将支撑结构和制作机器软体部分的模具打印出来，将超弹性硅胶注入模具中，分别形成机器人身体侧壁和两底座，机器人身体侧壁与底座以硅胶为胶水粘合。机器人软体部分与刚性支撑件过盈配合，用橡胶管连通机器人相间隔的腔室。任选两相邻腔室分别插入橡胶管，并将其连接气泵和真空阀，基于气体输入、输出的脉冲配合，软体气动滚动机器人可完成持续的向前或向后的运动。该装置可以通过将互不影响的腔室相连，充气时可实现单线输多腔，以此简化滚动机器人的驱动与控制。

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，特别是涉及一种简化驱动的软体气动滚动机器人。

背景技术

移动机器人常见的运动方式有：步行式、滚动式，以及履带式等。在陆地环境中生活的生物，绝大多数通过成对的关节腿完成前进动作，因此最早出现的可移动机器人是受陆地爬行生物激发的成对足式爬行机器人。滚动机器人则大多呈球形或类球形，利用Mobile masses、Gyroscopic stabilisation、Ballast mass-fixed axis等原理通过主动或被动滚动完成机器人的运动。现有的移动机器人大多由刚性材料而成，通过上述原理移动作动，这就不可避免的带来了一系列问题：如质量大、柔顺性差、控制系统复杂等。

发明内容

本发明的目的是提供一种简化驱动的软体气动滚动机器人，以解决上述现有技术存在的问题，该装置可以通过将互不影响的腔室相连，充气时可实现单线输多腔，以此简化滚动机器人的驱动与控制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种简化驱动的软体气动滚动机器人，包括机器人软体部分、刚性支撑件和橡胶管，呈圆筒形结构的所述机器人软体部分划分有四个围绕轴心均匀分布的腔室，所述刚性支撑件位于所述机器人软体部分的中间通孔中；所述机器人软体部分上轴心对称的两个腔室之间通过所述橡胶管连通，且任意两个相邻的腔室分别连接气泵和真空阀。

优选的，所述机器人软体部分是通过向模具中浇筑硅胶制作而成的，所述机器人软体部分包括一体成型的身体侧壁和两底座。

优选的，所述刚性支撑件与所述机器人软体部分的通孔呈过盈配合。

优选的，所述机器人软体部分的四个腔室分别为腔室一、腔室二、腔室三和腔室四。

优选的，所述橡胶管包括橡胶管一、橡胶管二、橡胶管三和橡胶管四，所述腔室一和腔室三通过所述橡胶管三相连通，两腔室连通后通过所述橡胶管二充放气；所述腔室二和腔室四通过所述橡胶管一相连通，两腔室连通后通过所述橡胶管四充放气。

优选的，所述橡胶管二和橡胶管四分别连接气泵和真空阀。

优选的，所述橡胶管一、橡胶管二、橡胶管三和橡胶管四插入所述机器人软体部分后，用硅胶胶水将各橡胶管与所述机器人软体部分粘接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

(1)本发明中的简化驱动的软体气动滚动机器人，该软体气动滚动机器人可以单线输多腔，极大程度简化了机器人的驱动与控制；

(2)气体的可压缩性和软体驱动器具有的弹性使其更加灵活，对环境适应性更强；

(3)结构简单，易制作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2a和2b为机器人内部结构和橡胶管连接图；