[发明专利]一种多种连续体机器人模块化单元、连续体机器人及应用

权利要求书

1.一种多种连续体机器人模块化单元，其特征在于，所述多种连续体机器人模块化单元包括十种构型；

构型一采用短节和长节柔性片的交错布局，长短布局的柔性片可以实现连续体机器人具有一定的抗弯和抗扭刚度；

构型二由弹性杆或弹性片阵列在柔性片之间并与圆盘连接；改变柔性片之间布局的弹性板或弹性杆之间的间距，可以实现连续体结构的变刚度；

构型三是一种长节与短节交错的构型，长节使用柔性杆，短节使用四个柔性片；特征在于短节柔性片保证了连续体柔性臂的抗扭刚度，长节柔性杆各向同性特性保证了连续柔性体结构的柔顺适应性；

构型四是伸缩变刚度结构；包括弹簧、圆盘、弹性杆、柔性管；特征在于弹性杆或弹性管的推拉可以实现较大范围的伸缩并实现结构刚度的变化；

构型五是在柔性管固定在圆盘上，在不同构节段改变柔性管的长度，可调整连续体柔性臂的刚度；

构型六特征是结构主骨的推拉可以实现结构次骨在柔性管中伸缩实现连续臂的变刚度；

构型七的特征是将电机布局连体柔性臂单元化模块构型中，特征包括电机、柔性片、弹性杆、圆盘；

构型八是离散的连续体构型，特征包括虎克铰链、柔性片、圆盘；

构型九是压缩变刚度的连续体结构，特征包括圆盘、柔性片、压缩变刚度结构；

构型十是磁控变刚度构型，包括圆盘、磁性套筒、弹性杆。

2.如权利要求1所述的多种连续体机器人模块化单元，其特征在于所述构型一的长节与短节均是由柔性片和圆盘连接组成；所述的圆盘包括上盘、中盘及下盘；构型三的长节柔性杆一端固定采用紧定环固定，另一端沉入圆盘内通过焊接完成固定；构型四的圆盘无需固定，特征在于通过弹簧限位，该结构具有良好柔顺适应性。

3.如权利要求1所述的多种连续体机器人模块化单元，其特征在于，所述构型五中柔性管与柔性杆选用的是相同的材质，柔性管的长度是根据需要长度和厚度是可变的；构型七中电机的布局特征实现连续柔性臂在结构上的解耦。

4.如权利要求1所述的多种连续体机器人模块化单元，其特征在于，所述构型八在传统蛇形机器人结构的基础上，每一个模块单元中增加了一个连续的柔性片；构型九压缩变刚度的结构是类八字柔性材料构成，通过柔索拉压实现底部结构变刚度；构型十磁性套筒在弹性杆上不固定，通过磁控实现连续柔性臂的变刚度。

5.如权利要求3所述的多种连续体机器人模块化单元，其特征在于，所述的圆盘包括固定盘和间隔盘，根据固定的柔性片和弹性杆的种类固定盘和间隔盘在又分为两种，固定柔性片的固定盘和间隔盘采用的是三层不同圆盘通过压紧限位的方式固定，弹性杆与圆盘的固定方式采用上下紧定螺钉方式固定。

6.如权利要求2所述的多种连续体机器人模块化单元，其特征在于，根据需要柔性片间浇注硅胶，柔性片宽度、长度、厚度，以及两个柔性片的间距都调整连续柔段的变刚度特征。

7.如权利要求1所述的多种连续体机器人模块化单元，其特征在于，虎克铰链是通过螺栓杆与连续的柔性片进行连接的。

8.如权利要求1所述的多种连续体机器人模块化单元，构型四的特征在于，弹簧作用是限位圆盘，除每一构节的第一个圆盘外，其他圆盘与弹性杆不采用任何连接方式。

9.一种连续体机器人，其特征在于，基于权利要求1～8任意一项所述的连续体机器人模块化单元，将多个连续体模块化单元构型组合，再通过若干柔索或若干杆穿过孔，便构成满足不同应用功能的连续体机器人。

10.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端搭载有权利要求9所述的连续体机器人。