[发明专利]一种基于形状记忆合金的多步态移动软体机器人

说明书

本发明涉及一种基于形状记忆合金的多步态移动软体机器人，包括单元主体、支撑腿、转向记忆合金、记忆弹簧以及调温装置，单元主体具有弹性，多个支撑腿上端一侧与单元主体铰接，其上端相对的另一侧通过记忆弹簧与单元主体连接，供以支撑单元主体，转向记忆合金固定设置于单元主体两侧，调温装置用于升高或降低转向记忆合金和记忆弹簧的温度，使转向记忆合金和记忆弹簧伸长或缩短。实施本发明实施例，具有如下有益效果：本基于形状记忆合金的多步态移动软体机器人仅依靠单列结构，通过在单元主体两侧设置转向记忆合金，就能够实现软体机器人的转向，结构更加简单小巧，能够适用于对软体机器人体积要求更加严苛的场景。

技术领域

本发明涉及软体机器人技术领域，尤其涉及一种基于形状记忆合金的多步态移动软体机器人。

背景技术

软体机器人是由各种柔性材料制成的新型机器人，具有无限的自由度和连续变形能力，能够在很大范围内任意改变机器人的形状和尺寸。与刚性机器人相比，软体机器人适应性强，安全性高，有良好的人机交互能力，在许多领域具有广泛的应用，如工业、农业、医疗、救灾等。目前，常见的驱动方式包括形状记忆合金或聚合物驱动，介电弹性体驱动，流体驱动。

形状记忆合金是一种具有形状记忆能力的合金，变形后可在加热后恢复其初始形状。形状记忆合金具有两种金相组织：无序的马氏体和有序的奥氏体。在变形过程中，记忆合金有两个变形温度范围。低温范围内，它从奥氏体相变成马氏体；而在高温范围内，则从马氏体相变成奥氏体。这种现象称之为形状记忆效应。

现有的记忆合金软体机器人，如申请号为201711153544.1公开的一种形状记忆合金驱动的软体爬行机器人，为了实现转弯的功能，包含了并排的两列软体细胞，导致整个软体机器人的结构较为复杂，不利于实现机器人的小型化。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于形状记忆合金的多步态移动软体机器人，用以解决现有技术中软体机器人含有并排结构，结构较为复杂的技术问题。

本发明提供一种基于形状记忆合金的多步态移动软体机器人，该基于形状记忆合金的多步态移动软体机器人包括：单元主体、多个支撑腿、转向记忆合金、记忆弹簧以及调温装置，单元主体具有弹性，支撑腿上端朝向前进方向的一侧与单元主体铰接，其上端背向前进方向的一侧通过记忆弹簧与单元主体连接，供以支撑单元主体，转向记忆合金沿前进方向固定设置于单元主体两侧，调温装置用于升高或降低转向记忆合金和记忆弹簧的温度，使转向记忆合金和记忆弹簧伸长或缩短。

进一步的，基于形状记忆合金的多步态移动软体机器人还包括连接弹簧，至少两个单元主体首尾依次通过连接弹簧连接。

进一步的，转向记忆合金为长条形，平行布置于单元主体两侧。

进一步的，调温装置包括电源、电热丝、风扇以及单刀双掷开关，电热丝与风扇并联，并通过单刀双掷开关与电源串联，电热丝用于加热转向记忆合金或记忆弹簧，风扇用于向转向记忆合金或记忆弹簧鼓风散热。

进一步的，基于形状记忆合金的多步态移动软体机器人还包括套设于支撑腿底部的摩擦垫。

进一步的，转向记忆合金直径在1mm-1.2mm范围内，长度在250mm-350mm内。

进一步的，记忆弹簧未变形时丝径为1.2mm，截面直径为11mm，长度为8.4mm。

进一步的，记忆弹簧相变温度为85℃。

进一步的，记忆弹簧未变形时，支撑腿上端面与单元主体夹角为15°。

进一步的，记忆弹簧变形伸长时，支撑腿上端面与单元主体夹角为45°。

与现有技术相比，本基于形状记忆合金的多步态移动软体机器人仅依靠单列结构，通过在单元主体两侧设置转向记忆合金，就能够实现软体机器人的转向，结构更加简单小巧，能够适用于对软体机器人体积要求更加严苛的场景。