[发明专利]一种螺旋盘绕式多段柔性机器人

说明书

本发明公开了一种螺旋盘绕式多段柔性机器人，包括驱动底盘、旋转平台、搭载外壳和柔性机械臂；驱动底盘位于该机器人底部，与旋转平台固连并驱动旋转平台转动；旋转平台具有卡孔，卡孔的孔壁与搭载外壳的卡销外周面相适配，用于夹紧搭载外壳，并将转动传递至搭载外壳；搭载外壳具有螺旋凹槽，螺旋凹槽的表面与柔性机械臂外周面相适配；搭载外壳具有切向底座，切向底座与柔性机械臂底端连接；柔性机械臂为该机器人的执行部件，由若干单段柔性臂首尾连接组成；该机器人结构紧凑，解决了目前单段柔性机器人工作空间小、姿态单一，以及多段柔性机器人占用空间大、收置困难的问题，提高了适用性、灵活性和便携性。

技术领域

本发明涉及柔性机器人设计技术领域，具体而言，涉及一种螺旋盘绕式多段柔性机器人。

背景技术

面对复杂的工作环境和操作要求，具有高柔顺性、环境适应性的柔性机器人引起了国内外学者和科研机构的关注，尤其在救援救灾、勘探检测、军事侦察及医疗手术等领域，柔性机器人得到了广泛的研究和应用。柔性机器人是一种新兴的仿生机器人，通常由低弹性模量的柔性材料制造而成，其本身具有连续可变形的结构和类似肌肉的驱动装置，具有多自由度，可以模仿生物系统的运动，这些特性使其表现出前所未有的灵活性和适应性，为救援、勘探等狭小空间作业提供了天然优势。

目前大多数柔性机器人采用绳索牵引的驱动方式，即利用圆周等分的若干驱动丝拖拽一段柔性机器人的末端，通过驱动丝牵引量的配合使该段柔性机器人发生相应弯曲。单段柔性机器人只能按照常曲率假设进行类似圆弧的弯曲，因此其所能到达的工作位置十分有限，柔性机器人高灵活性的优势无法得到体现。

多段柔性机器人由若干单段柔性机器人首尾相连组成，通过各段柔性机器人的弯曲相互组合，多段柔性机器人可以弥补单段柔性机器人工作空间较小，姿态单一的短板，但多段柔性机器人伸出和收回的实现方式是影响其工作性能和应用场景的关键因素。目前多段柔性机器人常采取直线推进式伸出策略，该伸出策略要求机器人在伸出的反方向留有足够的空间以存放多段机器人，使得机器人结构冗长，大大限制其适用场景。

发明内容

本发明的目的包括提供一种螺旋盘绕式多段柔性机器人，以解决单段柔性机器人工作空间小、姿态单一的技术问题，以及解决现有多段柔性机器人结构冗长、收置困难的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供一种螺旋盘绕式多段柔性机器人，该机器人包括驱动底盘、旋转平台、搭载外壳、散热盖和柔性机械臂；

所述一种螺旋盘绕式多段柔性机器人整体外观结构类似于圆柱筒状，所述柔性机械臂于外周螺旋盘绕收置，工作时柔性机械臂主动解卷或绕卷以进行相应工作；

进一步地，所述一种螺旋盘绕式多段柔性机器人在工作时，所述驱动底盘支撑该机器人整体并驱动其上部所述旋转平台旋转，旋转平台支撑其上部所述搭载外壳并将旋转运动传递至搭载外壳，搭载外壳与所述柔性机械臂底端相连，支撑柔性机械臂，同时搭载外壳对柔性机械臂的盘绕起搭载和引导作用；

进一步地，所述一种螺旋盘绕式多段柔性机器人在工作时，随着所述搭载外壳的转动，所述柔性机械臂做相应的弯曲运动，即可实现柔性机械臂在搭载外壳上的盘绕收回和展开伸出，以合适长度进行机器人具体工作；

所述驱动底盘位于机器人的底部，以三点支撑的方式支撑整个机器人，提高机器人的稳定性，同时为机器人的供电和通信留出足够的布线空间；所述驱动底盘与其上所述旋转平台直接连接，驱动旋转平台带动所述搭载外壳和所述柔性机械臂旋转，为柔性机械臂的伸出和收回提供条件；

进一步地，所述驱动底盘由底部支撑板、电动转台、连接板、支撑环套和支撑曲板组成；

进一步地，所述连接板固连在所述电动转台上，负责向上部所述旋转平台传递旋转运动，并负责调整所述驱动底盘与旋转平台间的间距；

进一步地，所述底部支撑板位于所述电动转台下方，并与电动转台固连，负责稳定电动转台的转动和分散电动转台所承受载荷；