[发明专利]一种水上微型柔性机器人及控制方法

说明书

本发明提供了一种水上微型柔性机器人，其包括柔性执行器和设置在柔性执行器上的至少两个柔性驱动器；柔性驱动器包括层叠设置在柔性执行器上且位于下层的压电薄膜和上层的非压电薄膜，所述压电薄膜的上下表面分别镀有用于连接移相式信号发生器正负极的导电层；所述柔性执行器包括两个呈柔性且平行的竖板、设置在竖板上的绞丝结构、连接两个绞丝结构的安装板和设置在竖板上的阀门；两个柔性驱动器水平安装在两个所述安装板上。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种水上微型柔性机器人及控制方法。

背景技术

21世纪是开发海洋的世纪，海洋占据了地球71％的面积，蕴藏着大量的生物资源和矿产资源，是未来人类赖以生存的环境。随着陆地的开发趋近于饱和，越来越多的人将目光投向了海洋。海洋给人更多的印象还是神秘与危险，海洋的开发就伴随着危险与机遇。水上机器人的开发大有前景，未来水上机器人可用于海洋搜救，水上预警，水上侦查，水质检测等领域。

现有机器人是基于马达驱动机器人运动，例如申请号为201910095877.6中公开了一种用于水中救援的智能机器人及其控制方法，其驱动装置包括水平驱动电机、垂直驱动电机、水平推进器及垂直推进器；水平驱动电机设置于壳体尾部,垂直驱动电机设置于壳体尾部,水平推进器设置于壳体尾部,垂直推进器设置于壳体尾部；由于其驱动结构复杂，传动复杂，导致机器人整体庞大；还有机器人使刚性结构，与外界环境冲击时，极易损毁机器人。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种水上微型柔性机器人及控制方法，其目的是解决现有机器人驱动结构复杂，传动复杂，导致机器人整体庞大；还有机器人是刚性结构，与外界环境冲击时，极易损毁机器人的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种水上微型柔性机器人，其包括柔性执行器和设置在柔性执行器上的至少两个柔性驱动器；

柔性驱动器包括层叠设置在柔性执行器上且位于下层的压电薄膜和上层的非压电薄膜，所述压电薄膜的上下表面分别镀有用于连接移相式信号发生器正负极的导电层；

所述柔性执行器包括两个呈柔性且平行的竖板、设置在竖板上的绞丝结构、连接两个绞丝结构的安装板和设置在竖板上的阀门；两个柔性驱动器水平安装在两个所述安装板上。

本发明的有益效果为：在本方案中，本机器人相对于背景技术，本机器人的柔性驱动器和柔性执行器均采用柔性材质，防撞击能力强，不易损毁；采用柔性驱动器驱动本机器人动力，相对现有的马达作为动力，本柔性驱动器结构简单，传动简单；而且是通过电信号的方式控制柔性驱动器产生动力，这样减少了传动方面的故障，可靠性强。

进一步，所述柔性驱动器的长宽高为3cm*1.5cm*0.015cm；所述压电薄膜的材质为PVDF，且厚度为12um；所述非压电薄膜的材质为PET，且厚度为50um。

进一步，所述竖板中部开有缺口，所述绞丝结构设置在所述缺口中；

所述绞丝结构包括连接件，所述连接件每侧与其邻近的缺口侧壁上均设置有绞丝弹簧。

进一步，竖板的材质为PI，且厚度为50um。

进一步，每块所述竖板上的阀门的数量为两个，且沿竖板中部对称设置；阀门为单方向自锁阀。

进一步，安装板的材质为碳纤维。

第二方面，提供了一种水上微型柔性机器人的控制方法，其包括以下步骤：

S1、将柔性机器人放在水上；

S2、移相式信号发生器分别给柔性驱动器(4)发送存在相位差的信号；

S3、接收存在相位差信号的至少两个柔性驱动器(4)驱动柔性执行器发生机械振动，在水面上产生不同相位的水波纹；