[发明专利]一种基于折纸结构的软体爬行机器人

权利要求书

1.一种基于折纸结构的软体爬行机器人，其特征在于：包括两个支撑装置、一个伸缩装置、两个连接装置以及两个吸盘粘附装置连接构成门框式构架；所述伸缩装置由一个顺时针扭转伸缩单元(21)的上底面和一个逆时针扭转伸缩单元(22)的下底面通过磁铁(14)固定连接组成；支撑装置为一个顺时针扭转伸缩单元(21)或逆时针扭转伸缩单元(22)；两个支撑装置中扭转伸缩单元的下底面(20)分别与吸盘粘附装置的上底面相固连，两个扭转伸缩单元的上底面(17)分别与连接装置的下底面相固连，形成两个支撑单元；两个支撑单元之间连接一个伸缩装置，伸缩装置两端分别与连接装置的侧面通过磁铁相固连。

2.根据权利要求1所述基于折纸结构的软体爬行机器人，其特征在于：每个扭转伸缩单元都包括上底面(17)，下底面(20)以及侧边平面(19)；侧边平面(19)的四个面上有相应的凹槽(18)将表面分为两个相等的三角形区域，通过改变侧边平面凹槽(18)方向可以使扭转伸缩单元实现不同方向的扭转；侧边平面(19)与下底面(20)采用一体化打印并与上底面(17)密封固连，使得整个扭转伸缩单元形成一个密封腔体，且使得整个扭转收缩装置形成一个长方体；在上底面(17)以及下底面(20)中间各设有一个凹槽(15)，磁铁(14)安装于内用于连接；在上底面(17)的一条侧边中间设有一个气孔(16)，有气嘴插装连接于孔内，气嘴通过硅胶管连接到外部气源；顺时针扭转伸缩单元(21)的侧边平面沿顺时针方向扭转收缩，逆时针扭转伸缩单元(22)的侧边平面沿逆时针方向扭转手收缩；气嘴通过硅胶管连接外部气源并对腔体抽气，侧边平面进行正向扭转同时带动上底面(17)和下底面(20)进行收缩，即扭转伸缩单元边扭转边降低高度；当腔体接通大气压时，侧边平面进行反向扭转同时带动上底面(17)和下底面(20)进行分离，即扭转收缩单元边扭转边增加高度。

3.根据权利2要求所述基于折纸结构的软体爬行机器人，其特征在于，所述伸缩装置中，由逆时针扭转伸缩单元(22)的下底面与顺时针扭转伸缩单元(21)的上底面通过磁铁(14)相固连；两个扭转伸缩单元通过气嘴(1)与硅胶管连接外部气源，通过气源同时对两个扭转伸缩单元进行相同的控制，即控制同时进行抽气或接通大气压。

4.根据权利2要求所述基于折纸结构的软体爬行机器人，其特征在于，所述伸缩装置的两个扭转伸缩单元之间除使用磁铁(14)进行固定连接外，还使用了类榫卯结构进行防松固定，其中逆时针扭转伸缩模块的下底面带有四个凹槽(25)作为阴面，顺时针扭转伸缩模块的上底面带有四个凸台(24)作为阳面，在装配时相互配合进行固定达到防松的目的。

5.根据权利2要求所述基于折纸结构的软体爬行机器人，其特征在于，所述基于折纸结构的软气动执行器都是基于三角圆柱折纸结构改进设计的，其上底面(17)、下底面(20)以及侧边平面19都是采用基于低成本熔融沉积建模方法直接3D打印柔性热塑性材料制造，具有良好的抗拉伸性能和快速伸缩性能；

6.根据权利2要求所述基于折纸结构的软体爬行机器人，其特征在于，所述两个支撑装置中的一个为顺时针扭转伸缩单元(21)，另一个为逆时针扭转伸缩单元(22)。

7.根据权利2要求所述基于折纸结构的软体爬行机器人，其特征在于，每个所述的扭转伸缩单元的气嘴通过硅胶管连接到外部气源，所有气嘴都布置于扭转伸缩单元的上底面侧边中间，硅胶管从同一侧连接到外部气源。