[发明专利]一种基于针织物致动器的仿尺蠖软体机器人

说明书

本发明公开了一种基于针织物致动器的仿尺蠖软体机器人，其特征在于，包括主体复合致动器、锚定器和控制系统，主体复合致动器由第一主体致动器、第二主体致动器、第三主体致动器构成，锚定器包括前锚定器和后锚定器，锚定器由第一锚定致动器、第二锚定致动器、第三锚定致动器并排排列构成，主体致动器和锚定致动器均为具有纬平针组织的针织物并由一根连续的包覆纱针织而成，包覆纱以镍钛形状记忆合金丝为芯丝、以芳纶复丝为包缠纤维。本发明的仿尺蠖软体机器人不仅具有轻质和柔软的外表与体质，能够很好地应对外部冲击、穿越崎岖的地形和狭小的空间，同时具有良好的人机交互性与大变形能力。

技术领域

本发明涉及一种基于针织物致动器的仿尺蠖软体机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

尺蠖是一种具有柔软的身体、强健的肌肉和稳定的运动能力的尺蛾科爬虫，其利用躯干的形状变化使自身的长度产生变化，并配合上头端的前足与尾端的后足交替的锚定动作，实现其沿直线的间歇爬行运动。这种简单且有效的步态使仿尺蠖机器人在野外勘探、灾后救援、情报搜集等领域有着重要的应用前景。发表于Progress in Natural Science,2009,19,1821-1829的文献《Crawling gait realization of the mini-modularclimbing caterpillar robot》报道了一种由若干刚性模块经铰链连接构成的仿尺蠖机器人，相邻模块间的相对转动由微型伺服电机控制，机器人爬行过程中的锚定动作由消极式吸盘实现。这种由刚性构件构成的仿尺蠖机器人具有较高的功率与效率，动力性能强，但具有质量大、应对外部冲击能力差、地形与空间适应性差、人机友好性差等缺点。而自然界的动物通常都具有柔软、弹性的体质，通过对生物系统所具有的功能和作用机理进行模仿而制造出的从事生物特点工作、由软质材料制成的软体机器人轻质、柔软的结构和外表使其能够很好地应对外部冲击、穿越崎岖的地形和狭小的空间，并具有安全的人机交互性。针对仿尺蠖机器人在野外勘探、灾后救援、军事侦查、环境监测等领域巨大的应用前景，亟需设计一种具有柔软和轻质体质、地形与空间适应能力强的仿尺蠖软体机器人。

发明内容

本发明要解决的技术问题是仿尺蠖机器人应对外部冲击能力差、地形与空间适应性差、人机友好性差的问题。