[发明专利]一种自发电自驱动仿生海星软体机器人及控制方法

权利要求书

1.一种自发电自驱动仿生海星软体机器人，其特征在于，包括躯体、多个柔性磁电单元和控制系统；所述躯体的外侧设有呈轴对称分布的多个腕足，所述躯体与多个所述腕足为弹性材料一体制成，所述柔性磁电单元包括柔性多孔结构和导电结构，所述柔性多孔结构和所述导电结构均嵌设于所述腕足内，所述柔性多孔结构具有永磁性，使得所述导电结构处于磁场中，当所述柔性多孔结构受力发生形变时，穿过所述导电结构的磁通量发生变化，并在所述导电结构的两端之间产生感应电动势及感应电流；所述控制系统嵌设在所述躯体内，所述控制系统用于接收所述导电结构中产生的感应电流。

2.根据权利要求1所述的一种自发电自驱动仿生海星软体机器人，其特征在于，所述柔性磁电单元还包括两块平行设置的平板，所述柔性多孔结构的两端以及所述导电结构的两端分别连接于两块所述平板。

3.根据权利要求1所述的一种自发电自驱动仿生海星软体机器人，其特征在于，所述导电结构为NiTi合金弹簧，所述NiTi合金弹簧沿所述腕足的轴向设置，当所述NiTi合金弹簧受热后，所述NiTi合金弹簧带动所述腕足弯曲变形，当所述NiTi合金弹簧恢复常温后，所述NiTi合金弹簧带动所述腕足恢复原状。

4.根据权利要求3所述的一种自发电自驱动仿生海星软体机器人，其特征在于，所述NiTi合金弹簧通过激光选区熔化成型技术打印成型。

5.根据权利要求1所述的一种自发电自驱动仿生海星软体机器人，其特征在于，所述柔性多孔结构包括多个依次相连的单元体，所述单元体由正立方体通过布尔运算减去体心立方体形成。

6.根据权利要求5所述的一种自发电自驱动仿生海星软体机器人，其特征在于，所述柔性多孔结构为光敏树脂和Fe₃O₄复合材料通过光固化成型打印一体制成，成型后进行磁化获得永磁性。

7.根据权利要求1所述的一种自发电自驱动仿生海星软体机器人，其特征在于，所述躯体和所述腕足为硅胶材料胶通过直接墨水书写技术打印一体成型。

8.根据权利要求1所述的一种自发电自驱动仿生海星软体机器人，其特征在于，所述控制系统包括微处理器和多个声波传感器，多个所述声波传感器分别嵌设于所述腕足内，多个所述声波传感器均与所述微处理器电连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种自发电自驱动仿生海星软体机器人的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤A:机器人漂浮在海面上，此时腕足内的柔性多孔结构受海浪的冲击力重复发生形变，从而产生感应电流实现对机器人充电；

步骤B：充电完成后，机器人开始下潜执行任务；

步骤C：当机器人下潜到海底后，通过对机器人五个腕足内的柔性磁电单元进行有序通电，使得柔性磁电单元带动相应的腕足完成弯曲和伸展的动作，实现机器人在水底的爬行运动；

步骤D：当机器人电量不足时，同时加热五个腕足内的柔性磁电单元，使得五个腕足同时快速弯曲和伸展，可实现机器人的向上游动，浮出水面后，重复步骤A。

10.根据权利要求9所述的一种自发电自驱动仿生海星软体机器人的控制方法，其特征在于，在步骤C中，机器人在爬行运动的过程中对周围的地形进行勘探，当发现障碍时，改变对柔性磁电单元的通电的顺序，使得机器人爬行方向的改变。