[发明专利]可负载气动爬行柔性机器人

说明书

可负载气动爬行柔性机器人，包括方向性刚毛足部、气动网格软体驱动器、可负载平台、双稳态层合板。双稳态层合板呈拱桥形态，气动网格软体驱动器的上端的表面和双稳态层合板的下表面固连，可负载平台的下端和双稳态层合板固连于双稳态层合板的拱点区域，两个方向性刚毛足部的上端分别和双稳态层合板的左右两端固连。气动网格软体驱动器下端的主体包括网格状气室、气动网格内腔、供气管路设置槽、供气管路。气源通过供气管路将气输入设置在供气管路设置槽上的供气管内而充满气动网格内腔，使网格状气室膨胀挤压而产生弯曲变形，随着气压的变动，双稳态层合板的左右两端的距离也会随之出现变动，进而实现致动效果。本发明结构简单，制造容易。

技术领域

本发明涉及一种气动爬行柔性机器人。

背景技术

目前，以刚性结构为主的爬行或移动机器人已经在工业、军事、救援等领域得到了广泛的应用与发展，但仍存在结构复杂、应用场景受限、控制繁琐等问题。而随着近年来智能材料和气动驱动技术的不断发展，气动软体爬行机器人因其制备简单、控制方便且有较好的环境适应性受到了各国研究者的关注和研究。申请号 200810061113.7、授权公告号CN 101239631 B、名称为“气动柔性爬壁机器人”的中国发明专利文献公开了一种气动机器人：“包括气动柔性驱动器、气动柔性球关节、真空吸盘以及吸盘连接架，气动柔性驱动器包括前端盖、中间端盖和粗橡胶管，粗橡胶管两端分别与前端盖、中间端盖密封联结，前端盖上设有一个与大气相连接的通孔，粗橡胶管管壁中嵌套有螺旋钢丝；气动柔性关节包括后端盖和三根细橡胶管，中间端盖一侧与粗橡胶管密封联结，中间端盖的另一侧间隔 120 度设有三个台阶分别与三根细橡胶管的一侧密封联结，三根细橡胶管的另一侧与后端盖密封连接，细橡胶管管壁中嵌套有螺旋钢丝；前端盖、中间端盖和后端盖的两侧分别与吸盘连接架固定连接，吸盘连接架与真空吸盘固定连接。”存在的问题是只适用于爬壁场合使用，依旧没有能很好地解决应用场景受限的问题，且承载能力不够。

发明内容

本发明的主要发明目的，是提供一种爬行阻力小、具有一定的承载能力的、适用场合广的气动爬行柔性机器人。

本发明所用的技术方案是：一种可负载气动爬行柔性机器人，包括方向性刚毛足部、气动网格软体驱动器、可负载平台、双稳态层合板；

方向性刚毛足部包括刚毛足部上端和若干底部刚毛。若干底部刚毛的上端和刚毛足部上端的下端固连；

双稳态层合板呈拱桥形态，气动网格软体驱动器的上端的表面和双稳态层合板的下表面固连，可负载平台的下端和双稳态层合板固连于双稳态层合板的拱点区域，两个方向性刚毛足部的上端分别和双稳态层合板的左右两端固连；其中：

气动网格软体驱动器为AB组分硅胶制品，气动网格软体驱动器下端的主体包括网格状气室、气动网格内腔、供气管路设置槽、供气管路。气源通过供气管路将气输入设置在供气管路设置槽上的供气管内而充满气动网格内腔，使网格状气室膨胀挤压而产生弯曲变形，随着气压的变动，双稳态层合板的左右两端的距离也会随之出现变动，进而实现致动效果。

作为优选，气动网格软体驱动器的上端和双稳态层合板的下表面粘接相连。双稳态层合板的宽度大于气动网格软体驱动器的宽度，小于可负载平台的宽度；可负载平台的前后端的下端各设有一个连接卡脚，可负载平台通过所述连接卡脚和双稳态层合板可拆固连。刚毛足部上端设有前后走向的连接插槽，双稳态层合板的左右两端分别插固在所述连接插槽内。

作为优选，方向性刚毛足部采用3D打印技术制备，且底部刚毛具有一定倾角。这样可使向前向后运动所受摩擦力不同，有利于实现定向运动。

作为优选，可负载平台由树脂材料3D打印制作。可负载平台的上表面为一平面，可为所搭载设备提供平稳的工作条件。通过树脂材料3D打印制作可负载平台，可以提高生产率，降低生产成本。

作为优选，双稳态层合板由两层T700碳纤维环氧树脂复合材料组成的复合结构，采用热压固化工艺制备而成，压力为0.6MPa，固化温度为180℃。进一步地优选，两层T700碳纤维环氧树脂复合材料中的纤维铺设设置为0°、90°交叉铺设。