CN106493720B - 柔体机械骨骼 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械领域，尤其涉及活动部件驱动领域。柔体机械骨骼，包括自上而下依次通过转动关节连接的至少三个机械骨骼；还包括至少一条柔性体；所述柔性体与上方的机械骨骼固定连接；至少上方所述机械骨骼和其下方连接的所述机械骨骼的转动方式均包含左右转动；下方的至少两个所述机械骨骼，设有与所述柔性体滑动连接的开口，所述柔性体被所述开口限制在所述开口内滑动。在柔性体被从下方拉紧时，与柔性体固定连接的上方的机械骨骼，会被拉动，进而发生转动。

Description

柔体机械骨骼

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及活动部件驱动领域。

背景技术

现有的柔体机械，特别是柔体机器人，往往采用众多电动机进行驱动，机械结构复杂，能耗高，故障率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔体机械骨骼，解决以上技术问题。

本发明的目的还在于提供几种机器人，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

柔体机械骨骼，其特征在于，包括自上而下依次通过转动关节连接的至少三个机械骨骼；

还包括至少一条柔性体；

所述柔性体与上方的机械骨骼固定连接；

下方的至少两个所述机械骨骼，设有与所述柔性体滑动连接的开口，所述柔性体被所述开口限制在所述开口内滑动；

所述机械骨骼上的所述开口，设置在所述机械骨骼的左右两侧的至少一侧；

下方的至少两个所述机械骨骼分别设有，设置在同侧的所述开口，并使所述柔性体穿过同侧的两个所述开口。

至少上方所述机械骨骼和其下方连接的所述机械骨骼的转动方式均包含左右转动。

在柔性体被从下方拉紧时，与柔性体固定连接的上方的机械骨骼，会被拉动，进而发生转动。在上方的机械骨骼转到最大限度，不能继续相对于下方连接的机械骨骼转动时，上方的机械骨骼或者是下方连接的机械骨骼上的柔性体支架，会对下方连接的机械骨骼产生拉力，进而促使上方的机械骨骼下方连接的机械骨骼，受力并转动。依次类推多个机械骨骼均因为柔性体的拉动而产生受控的动作。

对于下方的拉力，在上方的机械骨骼没有转到最大限度时，往往也是存在的，但是转到最大限度时，最为明显。

所述机械骨骼可以是金属材质的机械骨骼，也可以是塑料材质的机械骨骼，或者还可以是木头材质的机械骨骼。

金属材质的机械骨骼，便于制作力量强大的柔体机械。可以用于实践生产加工，或者作为武器的结构部件。

塑料材质或者木头材质的机械骨骼，具有质地轻、价格低、对金属检测无反应等特点。可以用于水中游动，或者用于秘密探测。

所述开口，可以为通孔、沟道或轨道。均可满足所述柔性体穿过，并且限定所述柔性体在开口中。

所述机械骨骼上的所述开口，位于所述机械骨骼上下两个转动关节的连线的左侧或者右侧。以便于产生左或右转动的力矩。两个所述转动关节的连线，是为了确定几何关系而设定的虚拟的线。

或者，所述转动关节为转轴，所述开口位于所述机械骨骼上下两个转动关节的轴向方向所确定的平面的左侧或者右侧。

所述转动关节还可以是求关节，或者其他机械关节。

所述开口位于上述机械骨骼的中部以上高度的位置。以便于产生更长的力臂。

进一步，所述机械骨骼的左右两侧分别设有所述开口，并且分别穿过不同的所述柔性体。以实现分别控制向左或向右转动。

所述机械骨骼下方的转动关节，具有左右转动和前后转动的转动方向；所述机械骨骼的前后两侧中的至少一侧，也设有所述开口，一条柔性体穿过所述开口。实现所述机械骨骼的前后转动。

还可以是：所述机械骨骼一侧设有两个所述开口，两个所述开口前后设置，两条所述柔性体分别穿过两个所述开口；

所述机械骨骼下方的转动关节，具有左右转动和前后转动的转动方向。

通过设置前后设置的两个所述开口，并穿过柔性体，可以实现在两个柔性体拉力不同的情况下，实现前后转动。

进一步，所述机械骨骼上设有柔性体支撑架，所述开口设置在所述柔性体支撑架上，所述柔性体被所述开口限制在所述开口内滑动。通过设置柔性体支撑架，使所述机械骨骼结构清晰，各个结构分工明确，简化制造工艺。

所述柔性体支撑架为一凸起结构，所述开口位于凸起结构的凸起部分。以便于，实现距离所述机械骨骼上下两个转动关节的连线，或两个转动关节的轴向方向所确定的平面更远。比设置在机械骨骼上，产生更强大的力矩。

所述柔性体支撑架可以为一金属支撑架，所述金属支撑架固定在所述机械骨骼上，所述开口位于所述金属支撑架远离所述机械骨骼的一端。进一步简化结构，并且实现更强大的力矩。

所述金属支撑架可以为金属杆、金属板或者金属支架。

所述柔性体支撑架可以为一塑料支撑架，所述塑料支撑架固定在所述机械骨骼上，所述开口位于所述塑料支撑架远离所述机械骨骼的一端。进一步简化结构，并且实现更强大的力矩。现有的一些塑料已经具有很强的硬度，可以替代金属。并将具有质地轻、耐腐蚀等优点。

所述塑料支撑架可以为塑料杆、塑料板或者塑料支架。

所述柔性体支撑架的高度优选为，所述机械骨骼长度的五分之一至三分之二之间。以实现具有较大的可转动幅度，并且使结构体积不必臃肿。

进一步优选为，所述柔性体支撑架的高度优选为，所述机械骨骼长度的三分之一至二分之一之间。试验表明，这一参数同时具有，优良的力矩体现、结构体积细长、转动幅度大等优点。

所述柔性体支撑架可转动的连接在所述机械骨骼上，并设置有用于锁定所述柔性体支撑架，限制转动的锁扣，所述锁扣设置有用于开启的控制端。通过控制端开启锁扣，允许柔性体支撑架相对于机械骨骼转动，实现折叠。并且在展开后，工作中通过锁扣锁住，满足强度需求。在所述柔性体支撑架处于折叠状态时，整体厚度或者宽度将大大缩小，可以深入或者通过很窄的通道。有利于极端环境下的施工，或者人员搜救。

所述柔性体支撑架和所述机械骨骼之间设有一弹性复位机构。在失去外力时，弹性复位机构促使所述柔性体支撑架从折叠状态展开。以备进行工作。

所述锁扣为一自锁机构，在所述柔性体支架展开后，自动锁紧，限制转动。

所述锁扣可以为电动控制的锁扣，也可以为气动控制的锁扣。

柔体机械骨骼还包括一滚轴，至少三个所述机械骨骼上下依次连接后，一端固定在所述滚轴上，所述滚轴的轴向为前后方向。所述柔性体支撑架折叠后，机械骨骼围绕转动关节转动，缠绕在滚轴上。

柔性体支撑架，可以是事先折叠，也可以是缠绕的过程中，受到压力完成折叠。

通过缠绕在滚轴上，可以完成机械骨骼的伸缩动作。比如原先长度在10m，在部分机械骨骼缠绕在滚轴上后，长度必然有所缩短，甚至可以缩短到1m以内。

另外，缠绕在滚轴上后，整体体积将大大缩小。甚至可以缩小到原有体积的五分之一以内。便于存储、运输，甚至便于隐藏。

因为柔性体收到所述开口的环绕保护，在部分机械骨骼缠绕在滚轴上后，仍然能够活动，仍然可以驱动未缠绕的其他机械骨骼。

所述柔性体支撑架，还可以为柔性支架。柔性体支撑架的一个重要用途是限定柔性体与机械骨骼间的距离，在柔性体存在远离机械骨骼的动作趋势时，拉动机械骨骼运动。因此在进行基本动作时，可以不需要刚性的柔性体支撑架。而柔性支架，在存放、运输、生产中，均有独特的优势。比如更容易折叠、不必担心压力形变、零部件易于调整安装角度、通过狭小空间时可以自行压缩等。

所述柔性支架可以为金属链条。

所述柔性体支撑架还可以是一柔性绳子、条状柔性结构，或者带状柔性结构。比如可以是尼龙线、钢丝绳、钢条、塑料条、钢带、尼龙带、碳纤维线、编织线、碳塑线、钢丝线、合成线、陶瓷线、引力线、聚乙烯高性能线、超强PE纤维线等。

所述柔性体支撑架优选为钢条或者钢带。比如制作发条的钢条或者钢带。采用钢条或者钢带，不但可以产生拉动动作，而且可以产生推动动作。使动作更加丰富多变。

所述钢条可以是碳素钢或合金弹簧钢制成的钢条。

所述钢带可以是碳素钢或合金弹簧钢制成的钢带。

所述碳素钢的牌号可以是50。合金弹簧钢是指可以用来制作弹簧的合金钢。

所述钢条或者钢带的厚度，优选为0.1mm至3mm。

在这一区间范围，保证了碳素钢或者合金弹簧钢具有一定的抗拉伸强度，又具有良好的可弯折性、回弹性和顶起的强度，可以用于拉动动作和推动动作。这一参数可以满足良好的拉动动作和推动动作。

所述钢条或者钢带的厚度，优选为1mm至2mm。这一参数可以满足良好的拉动动作和推动动作。

所述柔性体可以是一绳状柔性体、条状柔性体，或者带状柔性体。比如可以是尼龙线、钢丝绳、钢条、塑料条、钢带、尼龙带、碳纤维线、编织线、碳塑线、钢丝线、合成线、陶瓷线、引力线、聚乙烯高性能线、超强PE纤维线等。这些材质，均可产生良好的拉力，并且不易断裂。

所述柔性体优选为，尼龙线、碳塑线、钢丝线、合成线、陶瓷线、引力线、聚乙烯高性能线、超强PE纤维线。这些线，经常用于制作钓鱼线，具有良好的耐拉性，并且具有质地轻、耐腐蚀的优点。

相邻的两个所述机械骨骼之间设有锁定装置。以通过所述锁定装置，限制相邻两个机械骨骼的相对运动。

通过限定相邻机械骨骼的运动，可以控制在柔性体动作时，驱动的具体机械骨骼，进而实现精确和复杂的动作。

比如可以实现上方的几段机械骨骼是直线排列的，但是下方的几段机械骨骼是弯曲排列的。

所述锁定装置可以为，在一个机械骨骼上设置至少一锁孔，在相邻的另一机械骨骼上设置至少一与所述锁孔匹配的锁栓，所述锁栓与一电动部件或气动部件联动。进而通过电动部件或气动部件，控制锁栓是否插入锁孔，进而使锁定装置实现对是否锁定，是否限制相对移动的功能。

所述电动部件，可以是一电磁铁机构，所述电磁铁机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，所述活动部件连接所述锁栓。固定部件固定在所在的机械骨骼上。

所述电动部件，可以是一电动机驱动机构，所述电动机驱动机构包括固定部件，和受电动机驱动运动的活动部件，所述活动部件连接所述锁栓。固定部件固定在所在的机械骨骼上。

所述气动部件，可以是一气缸机构，所述气缸机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，所述活动部件连接所述锁栓。固定部件固定在所在的机械骨骼上。固定部件可以包括气缸，活动部件可以连接活塞。

所述锁定装置可以为，在一个机械骨骼上设置一阻尼片，在相邻的另一机械骨骼上设置至少一阻尼块，所述阻尼块贴近所述阻尼片；所述阻尼块与一电动部件或气动部件联动。进而通过电动部件或气动部件，控制阻尼块是否压紧阻尼片，进而使锁定装置实现对是否锁定，是否限制相对移动的功能。

所述阻尼片可以为制动盘，所述阻尼块可以为刹车片。

所述制动盘为圆弧角小于180度的弧形结构。限于采用的驱动方式，很难实现转动角度大于180度，因此制动盘设定为180度以内，以简化结构。

所述制动盘的转动轴心为所述机械骨骼的转动关节轴心。以使制动盘围绕转动关节转动，便于工作顺滑。

所述制动盘为圆弧角大于30度的弧形结构。限于采用的驱动方式实现转动角度大于30度比较容易实现，因此制动盘设定为30度以上，避免最大角度转动时刹车片转脱，造成无法制动。

所述开口处设有一用于夹紧柔性体的夹紧装置，所述夹紧装置设有一控制夹紧或松开的控制端。

通过夹紧或者松开柔性体，进而控制不同机械骨骼的受力情况。实现复杂的机械运动。

所述夹紧装置可以是电动夹紧装置，或者气动夹紧装置。

所述柔性体设置有与所述电动夹紧装置的夹紧部件匹配的凸起或者凹陷。在所述电动夹紧装置的夹紧部件执行夹紧动作时，夹紧部件可以卡住所述凸起或者凹陷，以实现牢固锁紧。

所述电动夹紧装置的电动部件，可以是一电磁铁机构，所述电磁铁机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，所述活动部件连接所述夹紧部件。所述固定部件可以固定在所述柔性体支撑架上，或者机械骨骼上。优选为固定在所述柔性体支撑架上。

所述活动部件的活动方式为插入所述开口方向，或从所述开口拉出。进而实现对柔性体的夹紧或松开。

所述电动夹紧装置的电动部件，还可以是一电动机驱动机构，所述电动机驱动机构包括固定部件，和受电动机驱动运动的活动部件，所述活动部件连接所述夹紧部件。所述固定部件可以固定在所述柔性体支撑架上，或者机械骨骼上。优选为固定在所述柔性体支撑架上。

所述气动夹紧装置的所述气动部件，可以是一气缸机构，所述气缸机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，所述活动部件连接所述夹紧部件。所述固定部件可以固定在所述柔性体支撑架上，或者机械骨骼上。优选为固定在所述柔性体支撑架上。固定部件可以包括气缸，活动部件可以连接活塞。

柔体机械骨骼还包括一电子控制系统，所述电子控制系统包括微型处理器系统；

所述微型处理器系统连接一电动机驱动系统，所述电动机驱动系统连接至少一电动机；

至少一所述柔性体直接或间接固定在所述电动机的动力输出部件上。

通过所述电动机的动力输出部件带动所述柔性体运动。可以实现对柔性体的拉动，或者放松。进而实现微型处理器系统对机械骨骼的运动控制。

所述电动机可以为转动电机或者直线电机。

所述电动机为转动电机时，所述电动机的转轴连接一用于缠绕柔性体的绕线轮。所述柔性体一端固定在绕线轮上。在绕线轮转动时，柔性体更多的缠绕在绕线轮上，或者在绕线轮上送出，实现对柔性体的拉动，或者放松。

所述电动机的转轴通过一减速机构连接所述绕线轮。以增强拉力。

所述电动机的转轴连接至少两个用于缠绕柔性体的绕线轮，一绕线轮上绕制有机械骨骼左侧的柔性体，另一绕线轮上绕制有机械骨骼右侧的柔性体；

一绕线轮与转轴间设置有一离合器；另一绕线轮与转轴间设置有另一离合器；

一离合器与另一离合器分别设有控制端，所述控制端连接所述微型处理器系统的控制信号输出端。进而实现微型处理器系统对两个离合器的控制，进而实现对机械骨骼左右两侧的柔性体的分别控制。

基于本发明的结构特点，上述设计的一个电动机同时驱动两个绕线轮的结构，能够满足绝大部分动作需求。大多少情况下，一绕线轮被电动机拉紧，另一绕线轮自由转动，或者两个绕线轮通向转动。基本不会出现两个绕线轮分别主动向不同方向转动的需求。因此本专利实现了一个电动机驱动机械骨骼做出众多复杂动作。

还设有用于限制绕线轮转动的绕线轮锁定系统，所述绕线轮锁定系统设有一控制信号输入端，所述控制信号输入端连接所述微型处理器系统。

所述微型处理器系统控制绕线轮是否可以转动，特别是控制绕线轮是否可以被动自由转动。这一设计，可以实现两个绕线轮上绕制的两天柔性体的长度差调整。

比如，一个柔性体受到了外界拉力，但需要保持长度不变，另一柔性体则又需要调整长度。此时就可以将一个柔性体所连接的绕线轮通过所述绕线轮锁定系统锁定，离合器松开脱离。电动机驱动另一绕线轮转动，进而实现对另一柔性体的调整。

所述绕线轮锁定系统优选为电控锁定系统。

所述绕线轮锁定系统可以为，在一个绕线轮上设置至少一锁孔，所述绕线轮设置在一支架上，在支架上设置有至少一与所述锁孔匹配的锁栓，所述锁栓与一电动部件联动，电动部件的控制信号端连接所述微型处理器系统。进而通过电动部件控制锁栓是否插入锁孔，进而使绕线轮锁定系统实现对是否锁定，是否限制相对移动的功能。

所述电动部件，可以是一电磁铁机构，所述电磁铁机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，所述活动部件连接所述锁栓。固定部件固定在支架上。

所述电动部件，可以是一电动机驱动机构，所述电动机驱动机构包括固定部件，和受电动机驱动运动的活动部件，所述活动部件连接所述锁栓。固定部件固定在支架上。

所述锁栓可以是金属杆，也可以是金属凸起。

所述绕线轮锁定系统还可以采用刹车片机构的锁定系统。

所述锁定装置为受电信号控制的锁定装置，设有控制信号输入端，所述控制信号输入端连接所述微型处理器系统的信号输出端。

所述夹紧装置为受电信号控制的夹紧装置，设有控制信号输入端，所述控制信号输入端连接所述微型处理器系统的信号输出端。

通过上述设计，实现微型处理器系统对各个部件的分别控制。进而实现对柔体机械骨骼的综合控制。

位于上方的机械骨骼，与位于下方的机械骨骼之间设有角度传感器，所述角度传感器连接所述微型处理器系统。

至少一端部的机械骨骼上设置有陀螺仪，所述陀螺仪连接所述微型处理器系统。柔体机械不同于其他机械，结构相对简单。试验表明，确定了最端部的机械骨骼的运动，以及下方各个机械骨骼间的相对角度，基本可以确定整体的形状、位置、运动趋势等参数。通过陀螺仪和角度传感器基本可以完全确定柔体机械骨骼的整体状态。

端部的机械骨骼，可以是最上端的机械骨骼，或者是最下端的机械骨骼。

进一步，上下两端的机械骨骼上，分别设有陀螺仪，两个陀螺仪分别连接所述微型处理器系统。对两个端部进行陀螺仪监测，可以更加精确的获知系统状态。

所述微型处理器系统还连接有摄像头。用于采集视频信息。

所述摄像头优先设置在端部的机械骨骼上。

所述微型处理器系统还连接有卫星定位模块。卫星定位模块可以是GPS定位模块或者是北斗卫星定位模块。以实现地理位置定位，并允许根据自身的地理位置进行活动。

比如可以自行导航，移动至目标位置。

所述微型处理器系统还连接有无线遥控系统。以便于进行无线遥控。

所述无线遥控系统，可以为基于手机网络的遥控系统。比如可以是2G、3G、4G或者其他制式的手机网络。以实现远距离互动。

柔体机械骨骼还包括电源系统。电源系统可以为直流稳压电源。优选为开关电源。

所述电源系统还可以优选为蓄电池系统。所述蓄电池系统包括至少两节蓄电池，至少两节所述蓄电池分别固定在不同的所述机械骨骼上，两节所述蓄电池连接微型处理器系统。实现蓄电池跟随系统移动。并且因为将至少连接蓄电池分别固定在不同的机械骨骼上，保证了具有较多的电能供应，并且没有因为设置蓄电池在造成系统臃肿。

至少两节所述蓄电池并联。在一节蓄电池损坏后，其他蓄电池仍然可以保证系统工作。

至少两节所述蓄电池之间设有防逆充电路。避免蓄电池之间相互充电。进而避免因某节蓄电池损坏，而造成其他蓄电池电能损失。

防逆充电路，可以是设置在蓄电池一极上的二极管。

所述微型处理器系统优选为单片机系统或者ARM系统。优选为ARM系统。

所述机械骨骼上设置有微处理器系统，所述微处理器系统设置有一信号输入端和至少一信号输出端；

所述信号输入端连接所述微型处理器系统的信号输出端；

所述信号输出端连接所述锁定装置、所述夹紧装置、所述锁扣中的至少一种。

通过微处理器系统，间接的将所述锁定装置、所述夹紧装置、所述锁扣中的至少一种连接到微型处理器系统。

优选为，所述微处理器系统设置两个信号输出端，两个信号输出端分别连接所述锁定装置和所述夹紧装置。实现对所述锁定装置、所述夹紧装置的全部控制。

所述微处理器系统优选为单片机。

所述微型处理器系统的一信号输出端引出一条信号线，一条信号线连接至少三个微处理器系统的信号输入端；至少三个微处理器系统分别设置在至少三个机械骨骼上。

这一设计，允许通过一条信号线控制众多机械骨骼的运动。

所述微型处理器系统在通过所述信号线发送控制信号时，控制信号中包含有身份识别码；

所述微处理器系统，对所述身份识别码进行识别，在判断出包含有自身的身份识别码时，接受控制信号的控制。

在判断出不包含自身的身份识别码时，则不接受控制信号的控制。

所述微型处理器系统中，应当至少存储有至少三种对应于至少三个微处理器系统的身份识别码。以嵌入到控制信号中，实现具有针对性的控制。

所述微型处理器系统输出的一组控制信号中，允许包含有至少两个身份识别码。以便于一次发生，控制至少两个机械骨骼的运动。

所述控制信号中包含有角度传感器的角度参数，所述微处理器系统检测所连接的角度传感器的角度参数，并与控制信号中的角度参数进行对比，在角度参数一致后，控制机械骨骼停止相对运动。

控制机械骨骼停止运动的方式，可以是通过所述锁定装置进行锁定。

所述微型处理器系统还设有一信号输入端，所述信号输入端连接有信号线，一条信号线连接至少三个微处理器系统的信号输出端；至少三个微处理器系统分别设置在至少三个机械骨骼上。

这一条信号线用于，所述微型处理器系统获取来自微处理器系统的信号反馈。

角度传感器、陀螺仪、摄像头中至少一个连接所述微处理器系统，进而通过所述微处理器系统连接所述微型处理器系统。

优选为，最上方或最下方的机械骨骼上固定的角度传感器、陀螺仪和摄像头全部分别连接所述微处理器系统，并通过所述微处理器系统连接所述微型处理器系统。

两条信号线可以合为一条，所述微型处理器系统对同一条信号线进行分时复用。即，所述微型处理器系统的信号输入端连接的信号线和信号输出端连接的信号线，可以为同一条。通过分时复用，实现信号的输入和输出。因为本发明是控制进行机械运动，而非大数据运算，所以即使采用分时复用的方式，也能够满足数据处理需求。而且简化了结构，降低了故障率。

所述微型处理器系统获取所述微处理器系统的信号反馈时，首先所述微型处理器系统通过信号输出端发出包含有身份识别码的询问信号，所述微处理器系统判断是否包含自身的身份识别码，包含时则进行信号反馈。

信号反馈中，包括角度传感器的角度参数。

所述微型处理器系统发出包含有身份识别码的询问信号，但是符合身份识别码的微处理器系统，没有做出信号反馈，则所述微型处理器系统视为对应于身份识别码的微处理器系统故障，并存储故障信息。以修正以后的动作程序。

修正的方式为：

所述微型处理器系统，发现没有做出信号反馈的微处理器系统时，视为所在的机械骨骼为故障机械骨骼，向故障机械骨骼下方的机械骨骼上的微处理器系统发出夹紧装置夹紧的控制信号。

控制信号可以通过包含需要控制的微处理器系统的身份识别码实现精确控制。通过响应控制信号，以夹紧柔性体，使系统继续进行精确的可控动作。

更进一步：没有做出信号反馈的微处理器系统，包括位于最上端的机械骨骼上的微处理器系统时，则发出夹紧装置夹紧的控制信号；控制信号的控制对象为，仍然做出信号反馈的，距离最上端的机械骨骼最近的机械骨骼。

控制信号可以通过包含需要控制的微处理器系统的身份识别码实现精确控制。通过响应控制信号，以夹紧柔性体，使系统继续进行可控动作。而且这种情况，基本可以视为上部的部分机械骨骼因为外力已经丧失脱落。如果不使有效的机械骨骼夹紧柔性体，柔性体将丧失对整个设备的拉动力，致使整个系统瘫痪。进而实现，即使部分机械骨骼因为某种原因，造成脱落，仍然可以继续工作。

所述信号线一处固定在上方的机械骨骼上，所述信号线的另一处固定在相邻的下方的机械骨骼上，两个固定处直接的信号线的长度，大于相邻的两个机械骨骼在最大转动角度时，所需的信号线长度。这一设计，虽然在整个信号线的用量上，有所增加，但是可以避免转动时拉断信号线，又可以避免信号线因得不到固定，在很大的范围内往复运动，造成损坏。而且避免了信号线在快速移动时被一次性扯断的问题。

所述电源系统设有两根电源线，一根电源线为正极，另一根电源线为负极；两根电源线依次穿过至少三根机械骨骼，至少三根机械骨骼上的至少三个所述微处理器系统，分别连接到两个所述电源线上。

所述电源线一处固定在上方的机械骨骼上，所述电源线的另一处固定在相邻的下方的机械骨骼上，两个固定处直接的电源线的长度，大于相邻的两个机械骨骼在最大转动角度时，所需的电源线长度。这一设计，虽然在整个电源线的用量上，有所增加，但是可以避免转动时拉断电源线，又可以避免电源线因得不到固定，在很大的范围内往复运动，造成损坏。而且避免了电源线在快速移动时被一次性扯断的问题。

固定在所述机械骨骼上的蓄电池，并联在两根所述电源线上。实现供电。

所述蓄电池还连接有一充电电路，所述充电电路连接在一电源线与蓄电池的电极之间，绕过防逆充电路。进而实现通过电源线充电。

充电电路可以是一输入电压超过阈值后导通的电路。并联的蓄电池电压在阈值以下，因此不导通，不造成逆充。而充电时，则可以通过输入超过阈值的电压实现充电。

本发明中，采用了极少的电线。甚至仅仅通过三根电线，便实现了对具有众多机械骨骼的整个柔体机械骨骼的控制，大大降低了布线的复杂性。是以往的设计中所没有见到的。对机器人设计，具有重大意义。

本发明，允许通过很少的电动机，甚至仅仅通过一个电动机，便实现了对众多机械骨骼的整个柔体机械骨骼的复杂驱动。是以往的设计中没有见到的。对机器人设计，具有重大意义。

本发明，允许大尺度的改变自身的粗细以及长度。是以往的设计中没有见到的。对机器人设计，具有重大意义。

本发明，允许部分机械骨骼丧失后，仍然自行调整和修复，使系统继续正常工作。是以往的设计中没有见到的。对机器人设计，具有重大意义。

本发明，将蓄电池逐个固定在不同机械骨骼上，既保证了供电量，又避免了体积臃肿。即使部分机械骨骼丧失，造成部分蓄电池遗失，但仍然能够正常工作。并具备防逆充和统一充电功能。具有强大的环境适应性和简洁性。是以往的设计中没有见到的。对机器人设计，具有重大意义。

采用柔体机械骨骼作为手臂的机器人，包括躯干和连接在躯干上的手臂，其特征在于，所述手臂采用柔体机械骨骼，柔体机械骨骼包括自上而下依次通过转动关节连接的至少三个机械骨骼；

还包括至少一条柔性体；

所述柔性体与上方的机械骨骼固定连接；

至少上方所述机械骨骼和其下方连接的所述机械骨骼的转动方式均包含左右转动；

下方的至少两个所述机械骨骼，设有与所述柔性体滑动连接的开口，所述柔性体被所述开口限制在所述开口内滑动；

所述机械骨骼上的所述开口，设置在所述机械骨骼的左右两侧的至少一侧；

下方的至少两个所述机械骨骼分别设有，设置在同侧的所述开口，并使所述柔性体穿过同侧的两个所述开口；

下方的机械骨骼连接到所述躯干。

从而使机器人具有柔性的手臂。保证了手臂灵活度。可以适应复杂的环境和复杂的工作。

所述躯干通过一上下活动的关节连接下方的机械骨骼。以实现上下手臂的运动。

柔体机械骨骼还包括一滚轴，所述滚轴设置在所述躯干内，至少三个所述机械骨骼上下依次连接后，一端固定在所述滚轴上，所述滚轴的轴向为前后方向。所述柔性体支撑架折叠后，机械骨骼围绕转动关节转动，缠绕在滚轴上。

使机器人的手臂，可以缩进到躯干内。实现机器人的变形。适应于不同环境。

采用柔体机械骨骼作为腿部的机器人，包括躯干和连接在躯干上的腿部，其特征在于，所述腿部采用柔体机械骨骼，柔体机械骨骼包括自上而下依次通过转动关节连接的至少三个机械骨骼；

还包括至少一条柔性体；

所述柔性体与下方的机械骨骼固定连接；

至少下方所述机械骨骼和其上方连接的所述机械骨骼的转动方式均包含左右转动；

上方的至少两个所述机械骨骼，设有与所述柔性体滑动连接的开口，所述柔性体被所述开口限制在所述开口内滑动；

所述机械骨骼上的所述开口，设置在所述机械骨骼的左右两侧的至少一侧；

上方的至少两个所述机械骨骼分别设有，设置在同侧的所述开口，并使所述柔性体穿过同侧的两个所述开口；

上方的机械骨骼连接到所述躯干。

从而使机器人具有柔性的腿部。保证了腿部灵活度。可以适应复杂的环境和复杂的工作。专利中采用柔体机械骨骼作为腿部的机器人的视角为，侧向站立。若正向站立的视角，左右方向，随之转化为前后方向。因此本专利中的腿部，可以实现机器人的前后走动。

因为腿部与躯干的连接方式，柔体机械骨骼作为腿部的机器人，与专利前部，对柔体机械骨骼的上下关系进行了对调。

所述躯干通过一前后活动的关节连接下方的机械骨骼。以实现上下手臂的运动。

柔体机械骨骼还包括一滚轴，所述滚轴设置在所述躯干内，至少三个所述机械骨骼上下依次连接后，一端固定在所述滚轴上，所述滚轴的轴向为前后方向。所述柔性体支撑架折叠后，机械骨骼围绕转动关节转动，缠绕在滚轴上。

使机器人的腿部，可以缩进到躯干内，实现高度改变。实现机器人的变形。适应于不同环境。

采用柔体机械骨骼的蛇形机器人，包括骨架，其特征在于，所述骨架采用柔体机械骨骼，柔体机械骨骼包括自上而下依次通过转动关节连接的至少三个机械骨骼；

还包括至少一条柔性体；

所述柔性体与上方的机械骨骼固定连接；

至少上方所述机械骨骼和其下方连接的所述机械骨骼的转动方式均包含左右转动；

下方的至少两个所述机械骨骼，设有与所述柔性体滑动连接的开口，所述柔性体被所述开口限制在所述开口内滑动；

所述机械骨骼上的所述开口，设置在所述机械骨骼的左右两侧的至少一侧；

下方的至少两个所述机械骨骼分别设有，设置在同侧的所述开口，并使所述柔性体穿过同侧的两个所述开口。

通过上述设计，可以实现蛇形机器人的弯曲运动。

所述蛇形机器人前后一侧中的至少一侧，排布有同向倾斜的凸起。形成凸起阵列。使不同方向的摩擦力不同。进而在蛇形机器人进行弯曲和伸直时，产生不同的摩擦力，进而通过弯曲和伸直动作完成移动。

所述凸起可以是鳞片，还可以是金属刺。

所述蛇形机器人骨架外包有防水材料，所述凸起设置在所述防水材料外。

采用柔体机械骨骼的鱼形机器人，包括骨架，其特征在于，所述骨架采用柔体机械骨骼，柔体机械骨骼包括自上而下依次通过转动关节连接的至少三个机械骨骼；

还包括至少一条柔性体；

所述柔性体与上方的机械骨骼固定连接；

至少上方所述机械骨骼和其下方连接的所述机械骨骼的转动方式均包含左右转动；

下方的至少两个所述机械骨骼，设有与所述柔性体滑动连接的开口，所述柔性体被所述开口限制在所述开口内滑动；

所述机械骨骼上的所述开口，设置在所述机械骨骼的左右两侧的至少一侧；

下方的至少两个所述机械骨骼分别设有，设置在同侧的所述开口，并使所述柔性体穿过同侧的两个所述开口。

通过上述设计，可以实现鱼形机器人的弯曲运动。

所述鱼形机器人骨架外包有防水材料，所述鱼形机器人的体型为扁平状，左右两侧间的宽度，小于前后两侧间的宽度的二分之一。以实现在弯曲和伸直的过程中，对水实现推力，进而前行或者后退。

因为本发明中电动机很少，甚至只有一个，所以水下噪音极小。在水下行进中，很难被探测到。

附图说明

图1为柔体机械骨骼活动部分的一种结构示意图。

图2为柔体机械骨骼活动部分的另一种结构示意图。

图3为部分电路结构示意图。

图4为电动机驱动部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2、图3，柔体机械骨骼，包括自上而下依次通过转动关节3连接的至少三个机械骨骼1；还包括至少一条柔性体2；柔性体2与上方的机械骨骼1固定连接；至少上方机械骨骼1和其下方连接的机械骨骼1的转动方式均包含左右转动；下方的至少两个机械骨骼1，设有与柔性体2滑动连接的开口4，柔性体2被开口4限制在开口4内滑动；机械骨骼1上的开口4，设置在机械骨骼1的左右两侧的至少一侧；下方的至少两个机械骨骼1分别设有，设置在同侧的开口4，并使柔性体2穿过同侧的两个开口4。

在柔性体2被从下方拉紧时，与柔性体2固定连接的上方的机械骨骼1，会被拉动，进而发生转动。在上方的机械骨骼1转到最大限度，不能继续相对于下方连接的机械骨骼1转动时，上方的机械骨骼1或者是下方连接的机械骨骼1上的柔性体2支架，会对下方连接的机械骨骼1产生拉力，进而促使上方的机械骨骼1下方连接的机械骨骼1，受力并转动。依次类推多个机械骨骼1均因为柔性体2的拉动而产生受控的动作。对于下方的拉力，在上方的机械骨骼1没有转到最大限度时，往往也是存在的，但是转到最大限度时，最为明显。

机械骨骼1可以是金属材质的机械骨骼1，也可以是塑料材质的机械骨骼1，或者还可以是木头材质的机械骨骼1。金属材质的机械骨骼1，便于制作力量强大的柔体机械。可以用于实践生产加工，或者作为武器的结构部件。

塑料材质或者木头材质的机械骨骼1，具有质地轻、价格低、对金属检测无反应等特点。可以用于水中游动，或者用于秘密探测。

开口4，可以为通孔、沟道或轨道。均可满足柔性体2穿过，并且限定柔性体2在开口4中。机械骨骼1上的开口4，位于机械骨骼1上下两个转动关节3的连线的左侧或者右侧。以便于产生左或右转动的力矩。两个转动关节3的连线，是为了确定几何关系而设定的虚拟的线。

或者，转动关节3为转轴，开口4位于机械骨骼1上下两个转动关节3的轴向方向所确定的平面的左侧或者右侧。开口4位于上述机械骨骼1的中部以上高度的位置。以便于产生更长的力臂。进一步，机械骨骼1的左右两侧分别设有开口4，并且分别穿过不同的柔性体2。以实现分别控制向左或向右转动。转动关节3还可以是求关节，或者其他机械关节。

机械骨骼1下方的转动关节3，具有左右转动和前后转动的转动方向；机械骨骼1的前后两侧中的至少一侧，也设有开口4，一条柔性体2穿过开口4。实现机械骨骼1的前后转动。

还可以是：机械骨骼1一侧设有两个开口4，两个开口4前后设置，两条柔性体2分别穿过两个开口4；机械骨骼1下方的转动关节3，具有左右转动和前后转动的转动方向。通过设置前后设置的两个开口4，并穿过柔性体2，可以实现在两个柔性体2拉力不同的情况下，实现前后转动。

进一步，机械骨骼1上设有柔性体支撑架5，开口4设置在柔性体支撑架5上，柔性体2被开口4限制在开口4内滑动。通过设置柔性体支撑架5，使机械骨骼1结构清晰，各个结构分工明确，简化制造工艺。

柔性体支撑架5为一凸起结构，开口4位于凸起结构的凸起部分。以便于，实现距离机械骨骼1上下两个转动关节3的连线，或两个转动关节3的轴向方向所确定的平面更远。比设置在机械骨骼1上，产生更强大的力矩。

柔性体支撑架5可以为一金属支撑架，金属支撑架固定在机械骨骼1上，开口4位于金属支撑架远离机械骨骼1的一端。进一步简化结构，并且实现更强大的力矩。金属支撑架可以为金属杆、金属板或者金属支架。

柔性体支撑架5可以为一塑料支撑架，塑料支撑架固定在机械骨骼1上，开口4位于塑料支撑架远离机械骨骼1的一端。进一步简化结构，并且实现更强大的力矩。现有的一些塑料已经具有很强的硬度，可以替代金属。并将具有质地轻、耐腐蚀等优点。塑料支撑架可以为塑料杆、塑料板或者塑料支架。

柔性体支撑架5的高度优选为，机械骨骼1长度的五分之一至三分之二之间。以实现具有较大的可转动幅度，并且使结构体积不必臃肿。进一步优选为，柔性体支撑架5的高度优选为，机械骨骼1长度的三分之一至二分之一之间。试验表明，这一参数同时具有，优良的力矩体现、结构体积细长、转动幅度大等优点。

柔性体支撑架5可转动的连接在机械骨骼1上，并设置有用于锁定柔性体支撑架5，限制转动的锁扣64，锁扣64设置有用于开启的控制端。通过控制端开启锁扣64，允许柔性体支撑架5相对于机械骨骼1转动，实现折叠。并且在展开后，工作中通过锁扣64锁住，满足强度需求。在柔性体支撑架5处于折叠状态时，整体厚度或者宽度将大大缩小，可以深入或者通过很窄的通道。有利于极端环境下的施工，或者人员搜救。

柔性体支撑架5和机械骨骼1之间设有一弹性复位机构。在失去外力时，弹性复位机构促使柔性体支撑架5从折叠状态展开。以备进行工作。锁扣64为一自锁机构，在柔性体2支架展开后，自动锁紧，限制转动。锁扣64可以为电动控制的锁扣64，也可以为气动控制的锁扣64。

柔体机械骨骼还包括一滚轴，至少三个机械骨骼1上下依次连接后，一端固定在滚轴上，滚轴的轴向为前后方向。柔性体支撑架5折叠后，机械骨骼1围绕转动关节3转动，缠绕在滚轴上。柔性体支撑架5，可以是事先折叠，也可以是缠绕的过程中，受到压力完成折叠。通过缠绕在滚轴上，可以完成机械骨骼1的伸缩动作。比如原先长度在10m，在部分机械骨骼1缠绕在滚轴上后，长度必然有所缩短，甚至可以缩短到1m以内。另外，缠绕在滚轴上后，整体体积将大大缩小。甚至可以缩小到原有体积的五分之一以内。便于存储、运输，甚至便于隐藏。

因为柔性体2收到开口4的环绕保护，在部分机械骨骼1缠绕在滚轴上后，仍然能够活动，仍然可以驱动未缠绕的其他机械骨骼1。

柔性体支撑架5，还可以为柔性支架。柔性体支撑架5的一个重要用途是限定柔性体2与机械骨骼1间的距离，在柔性体2存在远离机械骨骼1的动作趋势时，拉动机械骨骼1运动。因此在进行基本动作时，可以不需要刚性的柔性体支撑架5。而柔性支架，在存放、运输、生产中，均有独特的优势。比如更容易折叠、不必担心压力形变、零部件易于调整安装角度、通过狭小空间时可以自行压缩等。柔性支架可以为金属链条。

柔性体支撑架5还可以是一柔性绳子、条状柔性结构，或者带状柔性结构。比如可以是尼龙线、钢丝绳、钢条、塑料条、钢带、尼龙带、碳纤维线、编织线、碳塑线、钢丝线、合成线、陶瓷线、引力线、聚乙烯高性能线、超强PE纤维线等。

柔性体支撑架5优选为钢条或者钢带。比如制作发条的钢条或者钢带。采用钢条或者钢带，不但可以产生拉动动作，而且可以产生推动动作。使动作更加丰富多变。钢条可以是碳素钢或合金弹簧钢制成的钢条。钢带可以是碳素钢或合金弹簧钢制成的钢带。碳素钢的牌号可以是50。合金弹簧钢是指可以用来制作弹簧的合金钢。钢条或者钢带的厚度，优选为0.1mm至3mm。

在这一区间范围，保证了碳素钢或者合金弹簧钢具有一定的抗拉伸强度，又具有良好的可弯折性、回弹性和顶起的强度，可以用于拉动动作和推动动作。这一参数可以满足良好的拉动动作和推动动作。

钢条或者钢带的厚度，优选为1mm至2mm。这一参数可以满足良好的拉动动作和推动动作。

柔性体2可以是一绳状柔性体2、条状柔性体2，或者带状柔性体2。比如可以是尼龙线、钢丝绳、钢条、塑料条、钢带、尼龙带、碳纤维线、编织线、碳塑线、钢丝线、合成线、陶瓷线、引力线、聚乙烯高性能线、超强PE纤维线等。这些材质，均可产生良好的拉力，并且不易断裂。

柔性体2优选为，尼龙线、碳塑线、钢丝线、合成线、陶瓷线、引力线、聚乙烯高性能线、超强PE纤维线。这些线，经常用于制作钓鱼线，具有良好的耐拉性，并且具有质地轻、耐腐蚀的优点。

相邻的两个机械骨骼1之间设有锁定装置61。以通过锁定装置61，限制相邻两个机械骨骼1的相对运动。通过限定相邻机械骨骼1的运动，可以控制在柔性体2动作时，驱动的具体机械骨骼1，进而实现精确和复杂的动作。比如可以实现上方的几段机械骨骼1是直线排列的，但是下方的几段机械骨骼1是弯曲排列的。

锁定装置61可以为，在一个机械骨骼1上设置至少一锁孔，在相邻的另一机械骨骼1上设置至少一与锁孔匹配的锁栓，锁栓与一电动部件或气动部件联动。进而通过电动部件或气动部件，控制锁栓是否插入锁孔，进而使锁定装置61实现对是否锁定，是否限制相对移动的功能。

电动部件，可以是一电磁铁机构，电磁铁机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，活动部件连接锁栓。固定部件固定在所在的机械骨骼1上。

电动部件，可以是一电动机驱动机构，电动机驱动机构包括固定部件，和受电动机驱动运动的活动部件，活动部件连接锁栓。固定部件固定在所在的机械骨骼1上。

气动部件，可以是一气缸机构，气缸机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，活动部件连接锁栓。固定部件固定在所在的机械骨骼1上。固定部件可以包括气缸，活动部件可以连接活塞。

锁定装置61可以为，在一个机械骨骼1上设置一阻尼片，在相邻的另一机械骨骼1上设置至少一阻尼块，阻尼块贴近阻尼片；阻尼块与一电动部件或气动部件联动。进而通过电动部件或气动部件，控制阻尼块是否压紧阻尼片，进而使锁定装置61实现对是否锁定，是否限制相对移动的功能。阻尼片可以为制动盘，阻尼块可以为刹车片。制动盘为圆弧角小于180度的弧形结构。限于采用的驱动方式，很难实现转动角度大于180度，因此制动盘设定为180度以内，以简化结构。

制动盘的转动轴心为机械骨骼1的转动关节3的轴心。以使制动盘围绕转动关节3转动，便于工作顺滑。

制动盘为圆弧角大于30度的弧形结构。限于采用的驱动方式实现转动角度大于30度比较容易实现，因此制动盘设定为30度以上，避免最大角度转动时刹车片转脱，造成无法制动。

开口4处设有一用于夹紧柔性体2的夹紧装置62，夹紧装置62设有一控制夹紧或松开的控制端。通过夹紧或者松开柔性体2，进而控制不同机械骨骼1的受力情况。实现复杂的机械运动。夹紧装置62可以是电动夹紧装置，或者气动夹紧装置。

柔性体2设置有与电动夹紧装置的夹紧部件匹配的凸起、凹陷或孔洞。在电动夹紧装置的夹紧部件执行夹紧动作时，夹紧部件可以卡住凸起或者凹陷，以实现牢固锁紧。

电动夹紧装置的电动部件，可以是一电磁铁机构，电磁铁机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，活动部件连接夹紧部件。固定部件可以固定在柔性体支撑架5上，或者机械骨骼1上。优选为固定在柔性体支撑架5上。活动部件的活动方式为插入开口4，或从开口4拉出。进而实现对柔性体2的夹紧、卡紧或松开。

电动夹紧装置的电动部件，还可以是一电动机驱动机构，电动机驱动机构包括固定部件，和受电动机驱动运动的活动部件，活动部件连接夹紧部件。固定部件可以固定在柔性体支撑架5上，或者机械骨骼1上。优选为固定在柔性体支撑架5上。

气动夹紧装置的气动部件，可以是一气缸机构，气缸机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，活动部件连接夹紧部件。固定部件可以固定在柔性体支撑架5上，或者机械骨骼1上。优选为固定在柔性体支撑架5上。固定部件可以包括气缸，活动部件可以连接活塞。

柔体机械骨骼还包括一电子控制系统，电子控制系统包括微型处理器系统7；微型处理器系统7连接一电动机驱动系统，电动机驱动系统连接至少一电动机；至少一柔性体2直接或间接固定在电动机的动力输出部件上。

通过电动机的动力输出部件带动柔性体2运动。可以实现对柔性体2的拉动，或者放松。进而实现微型处理器系统7对机械骨骼1的运动控制。电动机可以为转动电机或者直线电机。

电动机为转动电机时，电动机的转轴连接一用于缠绕柔性体2的绕线轮。柔性体2一端固定在绕线轮上。在绕线轮转动时，柔性体2更多的缠绕在绕线轮上，或者在绕线轮上送出，实现对柔性体2的拉动，或者放松。电动机的转轴通过一减速机构连接绕线轮。以增强拉力。

参照图4，电动机8的转轴连接至少两个用于缠绕柔性体2的绕线轮，一绕线轮83上绕制有机械骨骼1左侧的柔性体，另一绕线轮85上绕制有机械骨骼1右侧的柔性体；一绕线轮83与转轴间设置有一离合器82；另一绕线轮85与转轴间设置有另一离合器84；一离合器82与另一离合器84分别设有控制端，控制端连接微型处理器系统7的控制信号输出端。进而实现微型处理器系统7对两个离合器的控制，进而实现对机械骨骼1左右两侧的柔性体2的分别控制。

基于本发明的结构特点，上述设计的一个电动机同时驱动两个绕线轮的结构，能够满足绝大部分动作需求。大多少情况下，一绕线轮83被电动机8拉紧，另一绕线轮85自由转动，或者两个绕线轮通向转动。基本不会出现两个绕线轮分别主动向不同方向转动的需求。因此本专利实现了一个电动机驱动机械骨骼1做出众多复杂动作。

还设有用于限制绕线轮转动的绕线轮锁定系统，绕线轮锁定系统设有一控制信号输入端，控制信号输入端连接微型处理器系统7。微型处理器系统7控制绕线轮是否可以转动，特别是控制绕线轮是否可以被动自由转动。这一设计，可以实现两个绕线轮上绕制的两天柔性体2的长度差调整。

比如，一个柔性体2受到了外界拉力，但需要保持长度不变，另一柔性体则又需要调整长度。此时就可以将一个柔性体2所连接的绕线轮通过绕线轮锁定系统锁定，离合器松开脱离。电动机驱动另一绕线轮转动，进而实现对另一柔性体的调整。绕线轮锁定系统优选为电控锁定系统。

绕线轮锁定系统可以为，在一个绕线轮上设置至少一锁孔，绕线轮设置在一支架上，在支架上设置有至少一与锁孔匹配的锁栓，锁栓与一电动部件联动，电动部件的控制信号端连接微型处理器系统7。进而通过电动部件控制锁栓是否插入锁孔，进而使绕线轮锁定系统实现对是否锁定，是否限制相对移动的功能。锁栓可以是金属杆，也可以是金属凸起。绕线轮锁定系统还可以采用刹车片机构的锁定系统。

电动部件，可以是一电磁铁机构，电磁铁机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，活动部件连接锁栓。固定部件固定在支架上。

电动部件，可以是一电动机驱动机构，电动机驱动机构包括固定部件，和受电动机驱动运动的活动部件，活动部件连接锁栓。固定部件固定在支架上。

锁定装置61为受电信号控制的锁定装置61，设有控制信号输入端，控制信号输入端连接微型处理器系统7的信号输出端。夹紧装置62为受电信号控制的夹紧装置62，设有控制信号输入端，控制信号输入端连接微型处理器系统7的信号输出端。通过上述设计，实现微型处理器系统7对各个部件的分别控制。进而实现对柔体机械骨骼的综合控制。

位于上方的机械骨骼1，与位于下方的机械骨骼1之间设有角度传感器63，角度传感器63连接微型处理器系统7。

至少一端部的机械骨骼1上设置有陀螺仪65，陀螺仪65连接微型处理器系统7。柔体机械不同于其他机械，结构相对简单。试验表明，确定了最端部的机械骨骼1的运动，以及下方各个机械骨骼1间的相对角度，基本可以确定整体的形状、位置、运动趋势等参数。通过陀螺仪65和角度传感器63基本可以完全确定柔体机械骨骼的整体状态。端部的机械骨骼1，可以是最上端的机械骨骼1，或者是最下端的机械骨骼1。

进一步，上下两端的机械骨骼1上，分别设有陀螺仪65，两个陀螺仪65分别连接微型处理器系统7。对两个端部进行陀螺仪65监测，可以更加精确的获知系统状态。微型处理器系统7还连接有摄像头。用于采集视频信息。摄像头优先设置在端部的机械骨骼1上。

微型处理器系统7还连接有卫星定位模块66。卫星定位模块可以是GPS定位模块或者是北斗卫星定位模块。以实现地理位置定位，并允许根据自身的地理位置进行活动。比如可以自行导航，移动至目标位置。

微型处理器系统7还连接有无线遥控系统。以便于进行无线遥控。无线遥控系统，可以为基于手机网络的遥控系统。比如可以是2G、3G、4G或者其他制式的手机网络。以实现远距离互动。

柔体机械骨骼还包括电源系统。电源系统可以为直流稳压电源。优选为开关电源。电源系统还可以优选为蓄电池系统。蓄电池系统包括至少两节蓄电池，至少两节蓄电池分别固定在不同的机械骨骼1上，两节蓄电池连接微型处理器系统7。实现蓄电池跟随系统移动。并且因为将至少连接蓄电池分别固定在不同的机械骨骼1上，保证了具有较多的电能供应，并且没有因为设置蓄电池在造成系统臃肿。至少两节蓄电池并联。在一节蓄电池损坏后，其他蓄电池仍然可以保证系统工作。至少两节蓄电池之间设有防逆充电路。避免蓄电池之间相互充电。进而避免因某节蓄电池损坏，而造成其他蓄电池电能损失。防逆充电路，可以是设置在蓄电池一极上的二极管。

微型处理器系统7优选为单片机系统或者ARM系统。优选为ARM系统。

机械骨骼1上设置有微处理器系统6，微处理器系统6设置有一信号输入端和至少一信号输出端；信号输入端连接微型处理器系统7的信号输出端；信号输出端连接锁定装置61、夹紧装置62、锁扣64中的至少一种。通过微处理器系统6，间接的将锁定装置61、夹紧装置62、锁扣64中的至少一种连接到微型处理器系统7。

优选为，微处理器系统6设置两个信号输出端，两个信号输出端分别连接锁定装置61和夹紧装置62。实现对锁定装置61、夹紧装置62的全部控制。微处理器系统6优选为单片机系统。

微型处理器系统7的一信号输出端引出一条信号线，一条信号线连接至少三个微处理器系统6的信号输入端；至少三个微处理器系统6分别设置在至少三个机械骨骼1上。这一设计，允许通过一条信号线控制众多机械骨骼1的运动。

微型处理器系统7在通过信号线发送控制信号时，控制信号中包含有身份识别码；微处理器系统6，对身份识别码进行识别，在判断出包含有自身的身份识别码时，接受控制信号的控制。在判断出不包含自身的身份识别码时，则不接受控制信号的控制。微型处理器系统7中，应当至少存储有至少三种对应于至少三个微处理器系统6的身份识别码。以嵌入到控制信号中，实现具有针对性的控制。微型处理器系统7输出的一组控制信号中，允许包含有至少两个身份识别码。以便于一次发生，控制至少两个机械骨骼1的运动。

控制信号中包含有角度传感器63的角度参数，微处理器系统6检测所连接的角度传感器63的角度参数，并与控制信号中的角度参数进行对比，在角度参数一致后，控制机械骨骼1停止相对运动。控制机械骨骼1停止运动的方式，可以是通过锁定装置61进行锁定。

微型处理器系统7还设有一信号输入端，信号输入端连接有信号线，一条信号线连接至少三个微处理器系统6的信号输出端；至少三个微处理器系统6分别设置在至少三个机械骨骼1上。这一条信号线用于，微型处理器系统7获取来自微处理器系统6的信号反馈。角度传感器63、陀螺仪65、摄像头中至少一个连接微处理器系统6，进而通过微处理器系统6连接微型处理器系统7。优选为，最上方或最下方的机械骨骼1上固定的角度传感器63、陀螺仪65和摄像头全部分别连接微处理器系统6，并通过微处理器系统6连接微型处理器系统7。

两条信号线可以合为一条，微型处理器系统7对同一条信号线9进行分时复用。即，微型处理器系统7的信号输入端连接的信号线和信号输出端连接的信号线，可以为同一条。通过分时复用，实现信号的输入和输出。因为本发明是控制进行机械运动，而非大数据运算，所以即使采用分时复用的方式，也能够满足数据处理需求。而且简化了结构，降低了故障率。

微型处理器系统7获取微处理器系统6的信号反馈时，首先微型处理器系统7通过信号输出端发出包含有身份识别码的询问信号，微处理器系统6判断是否包含自身的身份识别码，包含时则进行信号反馈。信号反馈中，包括角度传感器63的角度参数。

微型处理器系统7发出包含有身份识别码的询问信号，但是符合身份识别码的微处理器系统6，没有做出信号反馈，则微型处理器系统7视为对应于身份识别码的微处理器系统6故障，并存储故障信息。以修正以后的动作程序。

修正的方式为：

微型处理器系统7，发现没有做出信号反馈的微处理器系统6时，视为所在的机械骨骼1为故障机械骨骼1，向故障机械骨骼1下方的机械骨骼1上的微处理器系统6发出夹紧装置62夹紧的控制信号。

控制信号可以通过包含需要控制的微处理器系统6的身份识别码实现精确控制。通过响应控制信号，以夹紧柔性体2，使系统继续进行精确的可控动作。

更进一步：没有做出信号反馈的微处理器系统6，包括位于最上端的机械骨骼1上的微处理器系统6时，则发出夹紧装置62夹紧的控制信号；控制信号的控制对象为，仍然做出信号反馈的，距离最上端的机械骨骼1最近的机械骨骼1。

控制信号可以通过包含需要控制的微处理器系统6的身份识别码实现精确控制。通过响应控制信号，以夹紧柔性体2，使系统继续进行可控动作。而且这种情况，基本可以视为上部的部分机械骨骼1因为外力已经丧失脱落。如果不使有效的机械骨骼1夹紧柔性体2，柔性体2将丧失对整个设备的拉动力，致使整个系统瘫痪。进而实现，即使部分机械骨骼1因为某种原因，造成脱落，仍然可以继续工作。

信号线一处固定在上方的机械骨骼1上，信号线的另一处固定在相邻的下方的机械骨骼1上，两个固定处直接的信号线的长度，大于相邻的两个机械骨骼1在最大转动角度时，所需的信号线长度。这一设计，虽然在整个信号线的用量上，有所增加，但是可以避免转动时拉断信号线，又可以避免信号线因得不到固定，在很大的范围内往复运动，造成损坏。而且避免了信号线在快速移动时被一次性扯断的问题。

电源系统设有两根电源线，一根电源线为正极，另一根电源线为负极；两根电源线依次穿过至少三根机械骨骼1，至少三根机械骨骼1上的至少三个微处理器系统6，分别连接到两个电源线上。

电源线一处固定在上方的机械骨骼1上，电源线的另一处固定在相邻的下方的机械骨骼1上，两个固定处直接的电源线的长度，大于相邻的两个机械骨骼1在最大转动角度时，所需的电源线长度。这一设计，虽然在整个电源线的用量上，有所增加，但是可以避免转动时拉断电源线，又可以避免电源线因得不到固定，在很大的范围内往复运动，造成损坏。而且避免了电源线在快速移动时被一次性扯断的问题。

固定在机械骨骼1上的蓄电池，并联在两根电源线上。实现供电。蓄电池还连接有一充电电路，充电电路连接在一电源线与蓄电池的电极之间，绕过防逆充电路。进而实现通过电源线充电。充电电路可以是一输入电压超过阈值后导通的电路。并联的蓄电池电压在阈值以下，因此不导通，不造成逆充。而充电时，则可以通过输入超过阈值的电压实现充电。

本发明中，采用了极少的电线。甚至仅仅通过三根电线，便实现了对具有众多机械骨骼1的整个柔体机械骨骼的控制，大大降低了布线的复杂性。是以往的设计中所没有见到的。对机器人设计，具有重大意义。

本发明，允许通过很少的电动机，甚至仅仅通过一个电动机，便实现了对众多机械骨骼1的整个柔体机械骨骼的复杂驱动。是以往的设计中没有见到的。对机器人设计，具有重大意义。

本发明，允许大尺度的改变自身的粗细以及长度。是以往的设计中没有见到的。对机器人设计，具有重大意义。

本发明，允许部分机械骨骼1丧失后，仍然自行调整和修复，使系统继续正常工作。是以往的设计中没有见到的。对机器人设计，具有重大意义。

本发明，将蓄电池逐个固定在不同机械骨骼1上，既保证了供电量，又避免了体积臃肿。即使部分机械骨骼1丧失，造成部分蓄电池遗失，但仍然能够正常工作。并具备防逆充和统一充电功能。具有强大的环境适应性和简洁性。是以往的设计中没有见到的。对机器人设计，具有重大意义。

采用柔体机械骨骼作为手臂的机器人，包括躯干和连接在躯干上的手臂，手臂采用柔体机械骨骼，柔体机械骨骼包括自上而下依次通过转动关节3连接的至少三个机械骨骼1；还包括至少一条柔性体2；柔性体2与上方的机械骨骼1固定连接；至少上方机械骨骼1和其下方连接的机械骨骼1的转动方式均包含左右转动；下方的至少两个机械骨骼1，设有与柔性体2滑动连接的开口4，柔性体2被开口4限制在开口4内滑动；机械骨骼1上的开口4，设置在机械骨骼1的左右两侧的至少一侧；下方的至少两个机械骨骼1分别设有，设置在同侧的开口4，并使柔性体2穿过同侧的两个开口4；下方的机械骨骼1连接到躯干。

从而使机器人具有柔性的手臂。保证了手臂灵活度。可以适应复杂的环境和复杂的工作。躯干通过一上下活动的关节连接下方的机械骨骼1。以实现上下手臂的运动。

柔体机械骨骼还包括一滚轴，滚轴设置在躯干内，至少三个机械骨骼1上下依次连接后，一端固定在滚轴上，滚轴的轴向为前后方向。柔性体支撑架5折叠后，机械骨骼1围绕转动关节3转动，缠绕在滚轴上。使机器人的手臂，可以缩进到躯干内。实现机器人的变形。适应于不同环境。

采用柔体机械骨骼作为腿部的机器人，包括躯干和连接在躯干上的腿部，腿部采用柔体机械骨骼，柔体机械骨骼包括自上而下依次通过转动关节3连接的至少三个机械骨骼1；还包括至少一条柔性体2；柔性体2与下方的机械骨骼1固定连接；至少下方机械骨骼1和其上方连接的机械骨骼1的转动方式均包含左右转动；上方的至少两个机械骨骼1，设有与柔性体2滑动连接的开口4，柔性体2被开口4限制在开口4内滑动；机械骨骼1上的开口4，设置在机械骨骼1的左右两侧的至少一侧；上方的至少两个机械骨骼1分别设有，设置在同侧的开口4，并使柔性体2穿过同侧的两个开口4；上方的机械骨骼1连接到躯干。

从而使机器人具有柔性的腿部。保证了腿部灵活度。可以适应复杂的环境和复杂的工作。专利中采用柔体机械骨骼作为腿部的机器人的视角为，侧向站立。若正向站立的视角，左右方向，随之转化为前后方向。因此本专利中的腿部，可以实现机器人的前后走动。

因为腿部与躯干的连接方式，柔体机械骨骼作为腿部的机器人，与专利前部，对柔体机械骨骼的上下关系进行了对调。躯干通过一前后活动的关节连接下方的机械骨骼1。以实现上下手臂的运动。

柔体机械骨骼还包括一滚轴，滚轴设置在躯干内，至少三个机械骨骼1上下依次连接后，一端固定在滚轴上，滚轴的轴向为前后方向。柔性体支撑架5折叠后，机械骨骼1围绕转动关节3转动，缠绕在滚轴上。使机器人的腿部，可以缩进到躯干内，实现高度改变。实现机器人的变形。适应于不同环境。

采用柔体机械骨骼的蛇形机器人，包括骨架，骨架采用柔体机械骨骼，柔体机械骨骼包括自上而下依次通过转动关节3连接的至少三个机械骨骼1；还包括至少一条柔性体2；柔性体2与上方的机械骨骼1固定连接；至少上方机械骨骼1和其下方连接的机械骨骼1的转动方式均包含左右转动；下方的至少两个机械骨骼1，设有与柔性体2滑动连接的开口4，柔性体2被开口4限制在开口4内滑动；机械骨骼1上的开口4，设置在机械骨骼1的左右两侧的至少一侧；下方的至少两个机械骨骼1分别设有，设置在同侧的开口4，并使柔性体2穿过同侧的两个开口4。

通过上述设计，可以实现蛇形机器人的弯曲运动。蛇形机器人前后一侧中的至少一侧，排布有同向倾斜的凸起。形成凸起阵列。使不同方向的摩擦力不同。进而在蛇形机器人进行弯曲和伸直时，产生不同的摩擦力，进而通过弯曲和伸直动作完成移动。凸起可以是鳞片，还可以是金属刺。蛇形机器人骨架外包有防水材料，凸起设置在防水材料外。

采用柔体机械骨骼的鱼形机器人，包括骨架，骨架采用柔体机械骨骼，柔体机械骨骼包括自上而下依次通过转动关节3连接的至少三个机械骨骼1；还包括至少一条柔性体2；柔性体2与上方的机械骨骼1固定连接；至少上方机械骨骼1和其下方连接的机械骨骼1的转动方式均包含左右转动；下方的至少两个机械骨骼1，设有与柔性体2滑动连接的开口4，柔性体2被开口4限制在开口4内滑动；机械骨骼1上的开口4，设置在机械骨骼1的左右两侧的至少一侧；下方的至少两个机械骨骼1分别设有，设置在同侧的开口4，并使柔性体2穿过同侧的两个开口4。通过上述设计，可以实现鱼形机器人的弯曲运动。

鱼形机器人骨架外包有防水材料，鱼形机器人的体型为扁平状，左右两侧间的宽度，小于前后两侧间的宽度的二分之一。以实现在弯曲和伸直的过程中，对水实现推力，进而前行或者后退。因为本发明中电动机很少，甚至只有一个，所以水下噪音极小。在水下行进中，很难被探测到。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.柔体机械骨骼，其特征在于，包括自上而下依次通过转动关节连接的至少三个机械骨骼；

还包括至少一条柔性体；

所述柔性体与上方的机械骨骼固定连接；

上方所述机械骨骼和其下方连接的所述机械骨骼的转动方式均至少包含左右转动；

下方的至少两个所述机械骨骼，设有与所述柔性体滑动连接的开口，所述柔性体被所述开口限制在所述开口内滑动；

所述机械骨骼上的所述开口，设置在所述机械骨骼的左右两侧的至少一侧；

下方的至少两个所述机械骨骼分别设有，设置在同侧的所述开口，并使所述柔性体穿过同侧的两个所述开口；

所述机械骨骼上设有柔性体支撑架，所述开口设置在所述柔性体支撑架上，所述柔性体被所述开口限制在所述开口内滑动；

所述开口处设有一用于夹紧柔性体的夹紧装置，所述夹紧装置设有一控制夹紧或松开的控制端；

柔体机械骨骼还包括一电子控制系统，所述电子控制系统包括微型处理器系统；

所述微型处理器系统的一信号输出端引出一条信号线，一条信号线连接至少三个微处理器系统的信号输入端；所述微型处理器系统还设有一信号输入端，所述信号输入端连接有信号线，一条信号线连接至少三个微处理器系统的信号输出端；至少三个微处理器系统分别设置在至少三个机械骨骼上；

所述微型处理器系统的信号输入端连接的信号线和信号输出端连接的信号线为同一条，通过分时复用，实现信号的输入和输出；

在上方的机械骨骼转到最大限度，不能继续相对于下方连接的机械骨骼转动时，上方的机械骨骼或者是下方连接的机械骨骼上的柔性体支撑架，会对下方连接的机械骨骼产生拉力，进而促使上方的机械骨骼下方连接的机械骨骼，受力并转动；

所述微型处理器系统连接一电动机驱动系统，所述电动机驱动系统连接至少一电动机；

至少一所述柔性体直接或间接固定在所述电动机的动力输出部件上，通过所述电动机的动力输出部件带动所述柔性体运动。

2.根据权利要求1所述的柔体机械骨骼，其特征在于，所述机械骨骼上的所述开口，位于所述机械骨骼上下两个转动关节的连线的左侧或者右侧，以便于产生左或右转动的力矩；

或者，所述转动关节为转轴，所述开口位于所述机械骨骼上下两个转动关节的轴向方向所确定的平面的左侧或者右侧；

或者，所述机械骨骼上设有柔性体支撑架，所述开口设置在所述柔性体支撑架上，所述柔性体被所述开口限制在所述开口内滑动。

3.根据权利要求2所述的柔体机械骨骼，其特征在于，所述柔性体支撑架的高度为，所述机械骨骼长度的五分之一至三分之二之间。

4.根据权利要求2所述的柔体机械骨骼，其特征在于，所述柔性体支撑架可转动的连接在所述机械骨骼上，并设置有用于锁定所述柔性体支撑架，限制转动的锁扣，所述锁扣设置有用于开启的控制端，通过控制端开启锁扣，允许柔性体支撑架相对于机械骨骼转动，实现折叠，并且在展开后，工作中通过锁扣锁住，满足强度需求，在所述柔性体支撑架处于折叠状态时，整体厚度或者宽度将大大缩小，可以深入或者通过很窄的通道。

5.根据权利要求2所述的柔体机械骨骼，其特征在于，所述柔性体支撑架是一柔性绳子、条状柔性结构，或者带状柔性结构。

6.根据权利要求1所述的柔体机械骨骼，其特征在于，相邻的两个所述机械骨骼之间设有锁定装置，以通过所述锁定装置，限制相邻两个机械骨骼的相对运动；

所述锁定装置为，在一个机械骨骼上设置至少一锁孔，在相邻的另一机械骨骼上设置至少一与所述锁孔匹配的锁栓，所述锁栓与一电动部件或气动部件联动，进而通过电动部件或气动部件，控制锁栓是否插入锁孔，进而使锁定装置实现对是否锁定，是否限制相对移动的功能；

或者，所述锁定装置为，在一个机械骨骼上设置一阻尼片，在相邻的另一机械骨骼上设置至少一阻尼块，所述阻尼块贴近所述阻尼片；所述阻尼块与一电动部件或气动部件联动，进而通过电动部件或气动部件，控制阻尼块是否压紧阻尼片，进而使锁定装置实现对是否锁定，是否限制相对移动的功能。

7.根据权利要求6所述的柔体机械骨骼，其特征在于，所述夹紧装置的电动部件，是一电磁铁机构，所述电磁铁机构包括固定部件，和受控运动的活动部件，所述活动部件连接锁栓。

8.根据权利要求1所述的柔体机械骨骼，其特征在于，所述电动机为转动电机时，所述电动机的转轴连接一用于缠绕柔性体的绕线轮，所述柔性体一端固定在绕线轮上，在绕线轮转动时，柔性体更多的缠绕在绕线轮上，或者在绕线轮上送出，实现对柔性体的拉动或者放松。

9.根据权利要求8所述的柔体机械骨骼，其特征在于，所述电动机的转轴连接至少两个用于缠绕柔性体的绕线轮，一绕线轮上绕制有机械骨骼左侧的柔性体，另一绕线轮上绕制有机械骨骼右侧的柔性体；

一绕线轮与转轴间设置有一离合器；另一绕线轮与转轴间设置有另一离合器；

一离合器与另一离合器分别设有控制端，所述控制端连接所述微型处理器系统的控制信号输出端，进而实现微型处理器系统对两个离合器的控制，进而实现对机械骨骼左右两侧的柔性体的分别控制。

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