CN109732581A - 一种基于两侧拉线的软体机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种软体机器人，特别是涉及一种基于两侧拉线的软体机器人，包括软体机器人本体、拉线和充气箱，所述软体机器人本体包括塑料薄膜管道和塑料长膜；所述塑料薄膜管道的头端封闭，塑料薄膜管道的尾端开口，塑料薄膜管道的尾端固定连接在充气箱上，塑料薄膜管道的内侧构成中间腔室，中间腔室连通充气箱；所述塑料长膜设有两个，两个塑料长膜对称固定连接在塑料薄膜管道的两端；所述塑料长膜与塑料薄膜管道之间构成头端封闭、尾端开口的拉线腔室；所述拉线设有两根，两根拉线的头端分别固定连接在两个拉线腔室内侧的头端。本发明解决了现有技术中控制气动软体机器人的自由运动较难的问题，实现了在复杂地形下进行自由行走的功能。

Description

一种基于两侧拉线的软体机器人

技术领域

本发明涉及一种软体机器人，特别是涉及一种基于两侧拉线的软体机器人。

背景技术

随着机器人技术的发展，人们对机器人的灵活性与适应性要求也在不断提高。一种基于柔性伸展，颠覆了传统刚性机器人的结构设计的新型软体机器人逐渐进入人们的视野。

软体机器人由柔韧性材料制作完成，可在大范围内改变自身形状，是一种新型柔韧机器人。软体机器人相较于其他传统机器人能够更方便的穿越各种多变复杂的环境，尤其是在如管道等狭窄的空间中进行的搜查检测工作。实现的功能主要有软体机器人前端延伸通过受约束的环境、可以实现自由转弯，连续转弯，自行调整运动方向。软体机器人的驱动方式很多，其中一类机器人可以仅用气体来驱动。软体机器人在没有主动控制的情况下，通过各种具有挑战性的环境延长，机器人被动地变形以避开各种障碍物。另一方面，由于其成本的低廉性，使得此类机器人具有非常广阔的市场前景。但由于其结构与传统机器人不同，很多传统的机械结构无法使用。目前如何控制气动软体机器人的自由运动依然是难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于两侧拉线的软体机器人，解决了现有技术中控制气动软体机器人的自由运动较难的问题，实现了在复杂地形下进行自由行走的功能。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种基于两侧拉线的软体机器人，包括软体机器人本体、拉线和充气箱，所述软体机器人本体包括塑料薄膜管道和塑料长膜；所述塑料薄膜管道的头端封闭，塑料薄膜管道的尾端开口，塑料薄膜管道的尾端固定连接在充气箱上，塑料薄膜管道的内侧构成中间腔室，中间腔室连通充气箱；所述塑料长膜设有两个，两个塑料长膜对称固定连接在塑料薄膜管道的两端；所述塑料长膜与塑料薄膜管道之间构成头端封闭、尾端开口的拉线腔室；所述拉线设有两根，两根拉线的头端分别固定连接在两个拉线腔室内侧的头端，两根拉线的尾端分别穿出两个拉线腔室尾端的开口。

所述一种基于两侧拉线的软体机器人还包括动力源；所述动力源为气泵，气泵通过输气管密封连接并连通充气箱。

所述一种基于两侧拉线的软体机器人还包括延伸控制电机；所述延伸控制电机固定连接在充气箱上，延伸电机的电机轴I密封转动连接在充气箱上；所述塑料薄膜管道和塑料长膜的头端内卷缠绕在插入至充气箱内侧的电机轴I上。

所述一种基于两侧拉线的软体机器人还包括转向控制电机；所述转向控制电机设有两个，两个转向控制电机分别固定连接在充气箱的两端；两根拉线的尾端分别固定连接在两个转向控制电机的电机轴II上。

所述塑料薄膜管道的长度大于塑料长膜的长度。

所述塑料薄膜管道和塑料长膜皆采用柔性塑料制成。

本发明的有益效果为：本发明的一种基于两侧拉线的软体机器人，解决了现有技术中控制气动软体机器人的自由运动较难的问题，本发明内部的软体机器人本体可以在气流的控制下进行行走，且可以通过拉线控制软体机器人本体在行走的过程中进行转向，实现了在复杂地形下进行自由行走的功能。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明内部软体机器人中间腔室在未加上两外侧拉线腔室行进的状态图；

图3是本发明转弯状态的结构示意图；

图4是本发明预卷于电机轴I上的中间薄膜管道顶端、两侧拉线腔室顶端及其拉线顶端的平铺俯视图。

图中：软体机器人本体1；中间腔室1-1；拉线腔室1-2；拉线2；充气箱3。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式一：

如图1-4所示，一种基于两侧拉线的软体机器人，包括软体机器人本体1、拉线2和充气箱3，所述软体机器人本体1包括塑料薄膜管道和塑料长膜；所述塑料薄膜管道的头端封闭，塑料薄膜管道的尾端开口，塑料薄膜管道的尾端固定连接在充气箱3上，塑料薄膜管道的内侧构成中间腔室1-1，中间腔室1-1连通充气箱3；所述塑料长膜设有两个，两个塑料长膜对称固定连接在塑料薄膜管道的两端；所述塑料长膜与塑料薄膜管道之间构成头端封闭、尾端开口的拉线腔室1-2；所述拉线2设有两根，两根拉线2的头端分别固定连接在两个拉线腔室1-2内侧的头端，两根拉线2的尾端分别穿出两个拉线腔室1-2尾端的开口。本发明的一种基于两侧拉线的软体机器人，在使用时，中间腔室1-1在通气后，因受中间腔室1-1内部气压的影响，中间腔室1-1不断向前伸长，软体机器人本体1向前行进，此时，两侧的拉线腔室1-2内部的拉线2在不受外力的状态下，软体机器人本体1直行，在遇到需要转弯地形时，根据需要转弯的方向拉动该侧的拉线2，通过对需要转弯方向的拉线的收缩，使得软体机器人本体1向需要转弯的方向进行偏转，实现转弯功能；所述塑料长膜可设有多个，可以通过与塑料薄膜管道的配合构成多个拉线腔室1-2，并配合多根拉线2使用，实现多方向的转向工作。

具体实施方式二：

如图1-4所示，所述一种基于两侧拉线的软体机器人还包括动力源；所述动力源为气泵，气泵通过输气管密封连接并连通充气箱3。气泵用于对充气箱3的内部进行充气，并通过充气箱3向中间腔室1-1的内部充气，中间腔室1-1在通气后，因受中间腔室1-1内部气压的影响，中间腔室1-1不断向前伸长，软体机器人本体1向前行进。

具体实施方式三：

如图1-4所示，所述一种基于两侧拉线的软体机器人还包括延伸控制电机；所述延伸控制电机固定连接在充气箱3上，延伸电机的电机轴I密封转动连接在充气箱3上；所述塑料薄膜管道和塑料长膜的头端内卷缠绕在插入至充气箱3内侧的电机轴I上。延伸控制电机连通电源并开启后，延伸控制电机的电机轴I可以对软体机器人本体1的塑料薄膜管道和塑料长膜进行收卷或展开，当气泵进行充气时，通过展开软体机器人本体1的塑料薄膜管道和塑料长膜使得本发明可以进行直行运动。

具体实施方式四：

如图1-4所示，所述一种基于两侧拉线的软体机器人还包括转向控制电机；所述转向控制电机设有两个，两个转向控制电机分别固定连接在充气箱3的两端；两根拉线2的尾端分别固定连接在两个转向控制电机的电机轴II上。所述转向控制电机用于对拉线进行收卷或展开，从而通过控制拉线进行转弯工作；软体机器人本体1通过动力源通气直行，并通过延伸控制电机控制直行速度，在遇到需要转弯地形需要向一侧进行转弯时，控制该侧的转向控制电机，使得该侧的转向控制电机对该侧的拉线进行收卷，另一侧的转向控制电机不工作，从而实现软体机器人本体1的整体向需要转弯的方向进行转弯工作；通过电机轴II的转速与扭矩，从而控制拉线2的速度与力，来调节软体机器人本体1的伸展方向；从而实现已转弯处的结构的不可逆性。

具体实施方式五：

如图1-4所示，所述塑料薄膜管道的长度大于塑料长膜的长度。塑料长膜的边上粘贴在塑料薄膜管道上，塑料长膜的中间空出部分薄膜不粘贴用于形成拉线腔室。

所述塑料薄膜管道和塑料长膜皆采用柔性塑料制成。

本发明的工作原理为：本发明的一种基于两侧拉线的软体机器人，在使用时，中间腔室1-1在通气后，因受中间腔室1-1内部气压的影响，中间腔室1-1不断向前伸长，软体机器人本体1向前行进，此时，两侧的拉线腔室1-2内部的拉线2在不受外力的状态下，软体机器人本体1直行，在遇到需要转弯地形时，根据需要转弯的方向拉动该侧的拉线2，通过对需要转弯方向的拉线的收缩，使得软体机器人本体1向需要转弯的方向进行偏转，实现转弯功能；所述塑料长膜可设有多个，可以通过与塑料薄膜管道的配合构成多个拉线腔室1-2，并配合多根拉线2使用，实现多方向的转向工作；气泵用于对充气箱3的内部进行充气，并通过充气箱3向中间腔室1-1的内部充气，中间腔室1-1在通气后，因受中间腔室1-1内部气压的影响，中间腔室1-1不断向前伸长，软体机器人本体1向前行进；延伸控制电机连通电源并开启后，延伸控制电机的电机轴I可以对软体机器人本体1的塑料薄膜管道和塑料长膜进行收卷或展开，当气泵进行充气时，通过展开软体机器人本体1的塑料薄膜管道和塑料长膜使得本发明可以进行直行运动；所述转向控制电机用于对拉线进行收卷或展开，从而通过控制拉线进行转弯工作；软体机器人本体1通过动力源通气直行，并通过延伸控制电机控制直行速度，在遇到需要转弯地形需要向一侧进行转弯时，控制该侧的转向控制电机，使得该侧的转向控制电机对该侧的拉线进行收卷，另一侧的转向控制电机不工作，从而实现软体机器人本体1的整体向需要转弯的方向进行转弯工作；通过电机轴II的转速与扭矩，从而控制拉线2的速度与力，来调节软体机器人本体1的伸展方向；从而实现已转弯处的结构的不可逆性。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于两侧拉线(2)的软体机器人，包括软体机器人本体(1)、拉线(2)和充气箱(3)，其特征在于：所述软体机器人本体(1)包括塑料薄膜管道和塑料长膜；所述塑料薄膜管道的头端封闭，塑料薄膜管道的尾端开口，塑料薄膜管道的尾端固定连接在充气箱(3)上，塑料薄膜管道的内侧构成中间腔室(1-1)，中间腔室(1-1)连通充气箱(3)；所述塑料长膜设有两个，两个塑料长膜对称固定连接在塑料薄膜管道的两端；所述塑料长膜与塑料薄膜管道之间构成头端封闭、尾端开口的拉线腔室(1-2)；所述拉线(2)设有两根，两根拉线(2)的头端分别固定连接在两个拉线腔室(1-2)内侧的头端，两根拉线(2)的尾端分别穿出两个拉线腔室(1-2)尾端的开口。

2.根据权利要求1所述的一种基于两侧拉线的软体机器人，其特征在于：所述一种基于两侧拉线(2)的软体机器人还包括动力源；所述动力源为气泵，气泵通过输气管密封连接并连通充气箱(3)。

3.根据权利要求2所述的一种基于两侧拉线(2)的软体机器人，其特征在于：所述一种基于两侧拉线(2)的软体机器人还包括延伸控制电机；所述延伸控制电机固定连接在充气箱(3)上，延伸电机的电机轴I密封转动连接在充气箱(3)上；所述塑料薄膜管道和塑料长膜的头端内卷缠绕在插入至充气箱(3)内侧的电机轴I上。

4.根据权利要求3所述的一种基于两侧拉线(2)的软体机器人，其特征在于：所述一种基于两侧拉线(2)的软体机器人还包括转向控制电机；所述转向控制电机设有两个，两个转向控制电机分别固定连接在充气箱(3)的两端；两根拉线(2)的尾端分别固定连接在两个转向控制电机的电机轴II上。

5.根据权利要求1所述的一种基于两侧拉线的软体机器人，其特征在于：所述塑料薄膜管道的长度大于塑料长膜的长度。

6.根据权利要求5所述的一种基于两侧拉线(2)的软体机器人，其特征在于：所述塑料薄膜管道和塑料长膜皆采用柔性塑料制成。