CN110076766A - 基于软体机器人的柔性气动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于软体机器人的柔性气动控制系统，所述柔性气动控制系统包括主控板、与主控板相连的继电器组、与继电器组相连的若干气路、与主控板相连的软体传感器，所述气路与软体机器人相连通，软体传感器安装于软体机器人上，所述软体传感器用于提供反馈信号，所述主控板在反馈信号的控制下对继电器组进行控制，继电器组用于通过电压控制气路的开闭，气路用于为软体机器人提供正压或负压气体。柔性气动控制系统结构简单、制作成本低，适用于软体机器人的气动控制；该系统为通用气动控制系统，普遍适用于气动软体机器人的气压控制，具有良好的适用性和推广性。

Description

基于软体机器人的柔性气动控制系统

技术领域

本发明涉及气动控制技术领域，特别是涉及一种基于软体机器人的柔性气动控制系统。

背景技术

软体机器人是当今机器人技术的新兴热点和未来发展前沿，与传统刚性机器人相比，表现出了前所未有的适应性、灵敏性和敏捷性，并不断地扩充着机器人的应用领域，是机器人未来发展的主要趋势之一。

软体机器人的精确控制是软体机器人的主要研究方向之一，由于软体机器人自身结构复杂且材料具有大变形非线性的特点，导致传统的刚性传感器无法集成到软体机器人上，因此针对软体机器人的精确控制和闭环控制存在很大困难。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于软体机器人的柔性气动控制系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于软体机器人的柔性气动控制系统，其能够同时提供正压及负压驱动，并且可以实现软体机器人闭环控制。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种基于软体机器人的柔性气动控制系统，所述柔性气动控制系统包括主控板、与主控板相连的继电器组、与继电器组相连的若干气路、与主控板相连的软体传感器，所述气路与软体机器人相连通，软体传感器安装于软体机器人上，所述软体传感器用于提供反馈信号，所述主控板在反馈信号的控制下对继电器组进行控制，继电器组用于通过电压控制气路的开闭，气路用于为软体机器人提供正压或负压气体。

作为本发明的进一步改进，所述气路包括正压控制气路及负压控制气路，所述正压控制气路和负压控制器路分别与软体机器人相连通。

作为本发明的进一步改进，所述正压控制气路包括充气泵、减压阀及若干电磁阀，用于向软体机器人提供正压气体。

作为本发明的进一步改进，所述继电器组包括若干位于气路与主控板之间的第一继电器及第二继电器，所述正压控制气路包括依次连接的充气泵、减压阀、第一两位三通电磁阀、第一两位两通电磁阀，所述充气泵与第二继电器相连，第一两位三通电磁阀、第一两位两通电磁阀分别与第二继电器和第一继电器相连。

作为本发明的进一步改进，所述负压控制气路包括真空泵及若干电磁阀，用于向软体机器人提供负压气体。

作为本发明的进一步改进，所述继电器组包括若干位于气路与主控板之间的第一继电器及第二继电器，所述负压控制气路包括依次连接的真空泵、第二两位三通电磁阀、第二两位两通电磁阀，所述真空泵与第一继电器相连，第二两位三通电磁阀、第二两位两通电磁阀分别与第一继电器和第二继电器相连。

作为本发明的进一步改进，所述柔性气动控制系统包括多路并联设置的气路。

作为本发明的进一步改进，所述软体传感器为软体触觉传感器，用于检测软体机器人是否接触障碍物。

本发明的有益效果是：

柔性气动控制系统可以在同一气路中提供正压或负压控制，能够同时对软体机器人进行有序的正压或者负压驱动；

气路为模块化结构，可以进行多模块的并联设计，以适应需要多气路控制的软体机器人；

柔性气动控制系统能够识别传感器的反馈信号，为软体机器人提供正压或者负压驱动，实现软体机器人的闭环控制；

柔性气动控制系统结构简单、制作成本低，适用于软体机器人的气动控制；

该系统为通用气动控制系统，普遍适用于气动软体机器人的气压控制，具有良好的适用性和推广性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一具体实施方式中柔性气动控制系统的模块示意图；

图2为本发明一具体实施方式中柔性气动控制系统的气路示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参图1所示，本发明公开了一种基于软体机器人的柔性气动控制系统，包括主控板101、与主控板相连的继电器组102、与继电器组相连的若干气路103、104、105、与主控板相连的软体传感器106，气路103、104、105分别与软体机器人107相连通，软体传感器106安装于软体机器人107上。软体传感器106用于提供反馈信号，主控板101在反馈信号的控制下对继电器组102进行控制，继电器组102用于通过电压控制气路103、104、105的开闭，每道气路用于为软体机器人107提供正压或负压气体，并且两者之间相互独立，能够完成气动软体机器人107的稳定控制，能够实现软体机器人的闭环控制。

柔性气动控制系统包括多路并联设置的气路，本实施例中以三路并联的气路为例进行说明，以适应需要三个气路控制的软体机器人，当然在其他实施例中气路的数量可以根据软体机器人的不同设置为其他数量。

结合图2所示，气路103、104、105分别包括正压控制气路及负压控制气路，正压控制气路和负压控制器路分别与软体机器人107相连通。

具体地，正压控制气路包括充气泵、减压阀及若干电磁阀，用于向软体机器人提供正压气体，从而进行有序的正压控制。

本实施例中，继电器组102包括若干位于气路与主控板之间的第一继电器115及第二继电器116，正压控制气路包括依次连接的充气泵108、减压阀109、第一两位三通电磁阀110、第一两位两通电磁阀111，充气泵108与第二继电器116相连，第一两位三通电磁阀110、第一两位两通电磁阀111分别与第二继电器116和第一继电器115相连。

具体地，负压控制气路包括真空泵及若干电磁阀，用于向软体机器人提供负压气体，从而进行有序的负压控制。

本实施例中，继电器组102包括若干位于气路与主控板之间的第一继电器115及第二继电器116，负压控制气路包括依次连接的真空泵114、第二两位三通电磁阀113、第二两位两通电磁阀112，真空泵114与第一继电器115相连，第二两位三通电磁阀113、第二两位两通电磁阀112分别与第一继电器115和第二继电器116相连。

本实施例中柔性气动控制系统的具体控制方法如下：

柔性气动控制系统会根据软体传感器106的不同反馈信号，为软体机器人107提供不同的正压或负压控制；

该柔性气动控制系统中的第一两位两通电磁阀111、第二两位两通电磁阀112为常开电磁阀(通电时关闭，断电时开启)，第一两位三通电磁阀110、第二两位三通电磁阀113通电时进气口与出气口相通，断电时出气口与排气口相通。

在软体机器人107需要进行正压驱动时，柔性控制系统的正压控制线路将被激活。主控板101控制第二继电器116通电，此时充气泵108通电开始输出气体到减压阀109，通过调节后的压力气体到达第一两位三通电磁阀110，然后从出气口进入第一两位两通电磁阀111(此时该电磁阀为常开状态)，压力气体通过第一两位两通电磁阀111后进入软体机器人107和第二两位两通电磁阀112(此时该电磁阀通电，为关闭状态)，所以压力气体全部进入软体机器人107；当主控板101控制第二继电器116断电时，此时充气泵108不再工作，压力气体从软体机器人107中排出，通过第一两位两通电磁阀111(为常开状态)到达第一两位三通电磁阀110排气口，从而完成有序的正压控制；

在软体机器人107需要进行负压驱动时，柔性控制系统的负压控制线路将被激活。主控板101控制第一继电器115通电，真空泵114通电开始工作吸收气体，此时第一两位两通电磁阀111通电关闭，第二两位两通电磁阀112为常开状态，第二两位三通电磁阀113通电开启(出气口与进气口相连)，构成软体机器人107到真空泵114的气道通路，软体机器人107中的气体将被真空泵114抽出；当主控板101控制第一继电器115断电时，此时真空泵114不再工作，第一两位两通电磁阀111为常开状态，第一两位三通电磁阀110断电出气口与排气口相连，空气从排气口进入软体机器人107，从而完成有序的负压控制。

优选地，本实施例中的软体传感器为软体触觉传感器，软体触觉传感器具有良好的拉伸性能，可以检测软体机器人是否接触障碍物。

柔性气动控制系统可以接收识别软体传感器的反馈信号，并根据反馈信号对软体机器人进行有序的正压或者负压气压控制，从而实现软体机器人的闭环控制。

应当理解的是，上述实施例中每道气路以2个两位三通电磁阀、2个两位两通电磁阀及2个继电器为例进行说明，在其他实施例中，继电器及电磁阀的数量可以根据需要进行设计，凡是通过上述两种电磁阀及继电器实现气路控制的技术方案均属于本申请所保护的范围。

由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

柔性气动控制系统可以在同一气路中提供正压或负压控制，能够同时对软体机器人进行有序的正压或者负压驱动；

气路为模块化结构，可以进行多模块的并联设计，以适应需要多气路控制的软体机器人；

柔性气动控制系统能够识别传感器的反馈信号，为软体机器人提供正压或者负压驱动，实现软体机器人的闭环控制；

柔性气动控制系统结构简单、制作成本低，适用于软体机器人的气动控制；

该系统为通用气动控制系统，普遍适用于气动软体机器人的气压控制，具有良好的适用性和推广性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于软体机器人的柔性气动控制系统，其特征在于，所述柔性气动控制系统包括主控板、与主控板相连的继电器组、与继电器组相连的若干气路、与主控板相连的软体传感器，所述气路与软体机器人相连通，软体传感器安装于软体机器人上，所述软体传感器用于提供反馈信号，所述主控板在反馈信号的控制下对继电器组进行控制，继电器组用于通过电压控制气路的开闭，气路用于为软体机器人提供正压或负压气体。

2.根据权利要求1所述的基于软体机器人的柔性气动控制系统，其特征在于，所述气路包括正压控制气路及负压控制气路，所述正压控制气路和负压控制器路分别与软体机器人相连通。

3.根据权利要求2所述的基于软体机器人的柔性气动控制系统，其特征在于，所述正压控制气路包括充气泵、减压阀及若干电磁阀，用于向软体机器人提供正压气体。

4.根据权利要求3所述的基于软体机器人的柔性气动控制系统，其特征在于，所述继电器组包括若干位于气路与主控板之间的第一继电器及第二继电器，所述正压控制气路包括依次连接的充气泵、减压阀、第一两位三通电磁阀、第一两位两通电磁阀，所述充气泵与第二继电器相连，第一两位三通电磁阀、第一两位两通电磁阀分别与第二继电器和第一继电器相连。

5.根据权利要求2所述的基于软体机器人的柔性气动控制系统，其特征在于，所述负压控制气路包括真空泵及若干电磁阀，用于向软体机器人提供负压气体。

6.根据权利要求5所述的基于软体机器人的柔性气动控制系统，其特征在于，所述继电器组包括若干位于气路与主控板之间的第一继电器及第二继电器，所述负压控制气路包括依次连接的真空泵、第二两位三通电磁阀、第二两位两通电磁阀，所述真空泵与第一继电器相连，第二两位三通电磁阀、第二两位两通电磁阀分别与第一继电器和第二继电器相连。

7.根据权利要求1所述的基于软体机器人的柔性气动控制系统，其特征在于，所述柔性气动控制系统包括多路并联设置的气路。

8.根据权利要求1所述的基于软体机器人的柔性气动控制系统，其特征在于，所述软体传感器为软体触觉传感器，用于检测软体机器人是否接触障碍物。