[发明专利]一种软体仿生机器人以及软体爬行器

说明书

本发明公开了一种软体仿生机器人以及软体爬行器，包括介电弹性体人工肌肉外层、有机硅弹性体内部支撑和两个密封盖；所述的有机硅弹性体内部支撑包括多个圆盘形支撑片，多个圆盘形支撑片依次堆叠在一起形成柱形结构，所述的介电弹性体人工肌肉缠绕在柱形结构的外圈形成柱形外层，柱形外层两端各设有一个密封盖，实现密封。本发明具有极快的响应速度，较小的质量和较高的能量密度，体积小，以薄膜形式存在，可以使机器人产生较大变形；同时，有机硅弹性体作为机器人的支撑，突破了以往软体机器人内依然存在刚性支撑部件的限制，极大的提高了软体机器人的安全性。

技术领域

本发明涉及软体机器人及材料学领域，具体涉及一种软体仿生机器人以及软体爬行器。

背景技术

目前软体机器人的结构设计主要基于气动驱动方式，实现软体机器人的膨胀变形方式驱动，可以达到较大的驱动力和形变，但其响应速度慢，并且气压通道占据大部分机器人的体积，驱动器占据空间过大，驱动效率较低，影响机器人的运动性能与功能性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种软体仿生机器人以及软体爬行器，该机器人以及爬行器具有极快的响应速度，较小的质量和较高的能量密度，体积小，可以使机器人产生较大变形。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的提供了一种软体仿生机器人，包括介电弹性体人工肌肉外层、有机硅弹性体内部支撑和两个密封盖；所述的有机硅弹性体内部支撑包括多个圆盘形支撑片，多个圆盘形支撑片依次堆叠在一起形成柱形结构，所述的介电弹性体人工肌肉缠绕在柱形结构的外圈形成柱形外层，柱形外层两端各设有一个密封盖，实现密封。

作为进一步的技术方案，所述的圆盘形支撑片的直径略小于介电弹性体人工肌肉外层的内径。

作为进一步的技术方案，所述的有机硅弹性体内部支撑采用多孔材料制作。

作为进一步的技术方案，位于两端的圆盘形支撑片与所述的密封盖粘接在一起。

作为进一步的技术方案，圆盘形支撑片的最外圈的上部和下部为锥形，中间为圆柱形。

作为进一步的技术方案，所述的圆盘形支撑片为一个上下对称结构。

作为进一步的技术方案，在介电弹性体人工肌肉外层的内表面和外表面分别设有柔性电极。

第二方面，本发明的提供了一种软体爬行器，包括所述的软体仿生机器人和驱动结构，所述的驱动结构为介电弹性体人工肌肉外层提供电场。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

1.本发明基于介电弹性体驱动的软体机器人很好的克服了现有技术中存在的缺点，具有极快的响应速度，较小的质量和较高的能量密度，体积小，以薄膜形式存在，可以使机器人产生较大变形；同时，有机硅弹性体作为机器人的支撑，突破了以往软体机器人内依然存在刚性支撑部件的限制，极大的提高了软体机器人的安全性。

2.有机硅弹性体内部支撑采用多孔材料进一步加强其压缩性能，并极大的减轻了其质量；同时将其加工为圆盘形，可以在弯曲过程中避免挤压，加强机器人的弯曲幅度，减小所需驱动力。

3.通过任意增减堆叠的有机硅弹性体单元，改变机器人的长度，适应多种应用场景与需求。

4.圆盘形支撑片的最外圈的上部和下部为锥形，中间为圆柱形；且圆盘形支撑片为一个上下对称结构，使得两个相邻圆盘形支撑片与介电弹性体人工肌肉外层之间形成一个锥状的环形空隙，一方面优化机器人的弯曲运动力学性能，保证支撑片边缘在机器人弯曲时不接触，减小所需的驱动力，另一方面通过减少材料的方式，减小硅弹性体材料在轴向压缩时径向的膨胀变形，影响机器人的结构和运动性能。

附图说明