CN110550120A - 一种仿蠕虫的无线驱动软体机器人及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物仿生技术领域，并公开了一种仿蠕虫的无线驱动软体机器人及其制备方法，其包括骨架、装设在骨架内部的磁力组件和控制组件、装设在骨架一端的动力输出杆及包裹骨架的软体包覆外壳，动力输出杆上套装有柔性限制块，骨架底部设置支撑脚，其与动力输出杆呈设定角度，磁力组件包括磁铁和电磁线圈，磁铁安装在骨架内，电磁线圈绕装在磁铁外部且由支撑环支撑，支撑环与动力输出杆相连。该方法包括以下步骤：采用熔融沉积成型工艺制备骨架、动力输出杆、支撑脚和支撑环；绕制电磁线圈并固定在支撑环内；制备软体包覆外壳及柔性限制块；将各部件安装在骨架上，将软体包覆外壳包裹骨架。本发明具有结构紧凑，无线驱动，简单易操作等优点。

Description

一种仿蠕虫的无线驱动软体机器人及其制备方法

技术领域

本发明属于生物仿生技术领域，更具体地，涉及一种仿蠕虫的无线驱动软体机器人及其制备方法。

背景技术

仿生学是近年来发展起来的工程技术与生物科学相结合的交叉学科，是在人类模仿自然的过程中发展起来的学科。通过对一些关于植物和动物的结构进行研究和改进得到超越了人类自身在此方面的技术设计方案。植物和动物在几百万年的自然进化当中不仅完全适应自然而且其程度接近完美。仿生学试图在技术方面模仿动物和植物在自然中的功能，这种技术就叫仿生技术。

软体机器人是一种新型柔软机器人，能够适应各种非结构化环境，与人类的交互也更安全。机器人本体利用柔软材料制作，一般认为是杨氏模量低于人类肌肉的材料，区别于传统机器人电机驱动，软体机器人的驱动方式主要取决于所使用的智能材料，一般有介电弹性体(DE)、离子聚合物金属复合材料(IPMC)、形状记忆合金(SMA)、形状记忆聚合物(SMP)等等，此外从响应的物理量角度暂时分为如下几类：电场、压力、磁场、化学反应、光和温度等。

现有的软体机器人往往需要外部接入线缆，这将大大限制软体机器人的应用范围和发展，因此，需要进行研究与设计，以获得一种无缆驱动的软体机器人。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种仿蠕虫的无线驱动软体机器人及其制备方法，其通过对关键组件如柔性骨架、磁力组件、控制组件、动力输出杆及软体包覆外壳的相关结构组及具体装配关系的设计，可获得能够较好地模拟蠕虫蠕动前进过程的软体机器人，具有结构紧凑，耗能小，无线驱动，可遥控等优点，同时结构简单，质量轻，体积小，为软体机器人的微型化和无缆化提供了参考。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种仿蠕虫的无线驱动软体机器人，其包括柔性骨架、装设在柔性骨架内部的磁力组件和控制组件、装设在柔性骨架一端的动力输出杆以及包裹在柔性骨架顶部和四周的软体包覆外壳，其中，所述动力输出杆上套装有柔性限制块，该柔性限制块安装在所述柔性骨架上，该动力输出杆与所述柔性骨架的底部呈设定的角度，所述柔性骨架的底部设置有支撑脚，所述磁力组件包括磁铁和电磁线圈，所述磁铁安装在柔性骨架内，所述电磁线圈绕装在所述磁铁的外部，且由支撑环支撑，该支撑环与所述动力输出杆相连；工作时，当控制组件接收到外部启动信号后使电磁线圈通电，此时电磁线圈中产生磁场，同时在磁铁的作用下进行上下摆动以带动动力输出杆进行动力输出进而带动整个机器人进行仿蠕虫移动。

作为进一步优选的，所述控制组件包括电路板以及为电路板供电的电容，所述柔性骨架的底部还设置有充电接口。

作为进一步优选的，所述柔性骨架包括环形的骨架主体、柔性限制块安装槽、磁铁安装孔、电路板卡子、充电接口安装槽、电容卡子、支撑环限位杆和支撑脚安装孔，其中，所述柔性限制块安装槽设于所述骨架主体的一侧，所述磁铁安装孔设于骨架主体靠近柔性限制块安装槽处，其旁侧设有所述支撑环限位，所述电路板卡子设于环形骨架主体顶部，所述电容卡子设于环形骨架主体底部与电路板卡子相对位置处，所述充电接口安装槽设于电容卡子旁侧，所述支撑脚安装孔开设于骨架主体的底部。

作为进一步优选的，所述动力输出杆与所述柔性骨架底面的夹角优选为120°～150°。

作为进一步优选的，所述动力输出杆的长度可调，通过调整动力输出杆的长度以调整机器人的翘起高度，进而调整机器人的行走姿态。

作为进一步优选的，所述支撑脚的安装位置可调，通过调整支撑脚的位置以达到调整机器人重心的目的。

按照本发明的另一方面，提供了一种所述仿蠕虫的无线驱动软体机器人的制备方法，其包括以下步骤：

S1采用熔融沉积成型工艺制备柔性骨架、动力输出杆、支撑脚和支撑环；

S2绕制所需的电磁线圈，并将其固定在支撑环内；

S3利用熔融沉积成型工艺制备模具，然后浇入软体材料并在室温下静置所需时间以制备获得软体包覆外壳及柔性限制块；

S4将事先准备好的控制组件和磁铁以及步骤S1-S3制备的动力输出杆、支撑脚、柔性限制块及内部设有电磁线圈的支撑环安装在柔性骨架的对应位置处，然后利用软体包覆外壳包裹住柔性骨架的顶部及四周，以此完成仿蠕虫无线驱动软体机器人的制备。

作为进一步优选的，所述动力输出杆与支撑环分体成形或一体成形；所述柔性骨架与支撑脚分体成形或一体成形。

作为进一步优选的，所述柔性骨架与软体包覆外壳连接处浇灌软体材料。

作为进一步优选的，熔融沉积成型工艺中采用的制备材料为聚乳酸或尼龙；所述软体材料为硅橡胶。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明通过设计柔性骨架及安装在柔性骨架内部的磁力组件和控制组件、装设在柔性骨架一端的动力输出杆、设于柔性骨架底部的支撑脚以及包裹在柔性骨架顶部及四周的软体包覆外壳，可获得模拟软体蠕虫运动的软体机器人，属于软体机器人范畴，相比传统有缆驱动的软体机器人而言，本软体机器人将供能部分(即电容)和信号接收部分(即电路板)集成为一个很小的部分并内置于软体机器人体内，实现了软体机器人的无缆驱动和可遥控的能力。

2.本发明将骨架设计为柔性，包覆外壳设计为软体，并使动力输出杆与柔性骨架的底部呈设定角度，在柔性骨架底部设置支撑脚，通过上述设计，使得动力输出杆在动力作用下能轻松带动整个机器人模拟蠕虫向前蠕动，具有结构简单，操作方便等优点。

3.本发明的制备方法条件温和，能耗小，成本低，简单易操作，所得产品的性能及厚度尺寸可调，得到的仿生制件有着质量轻、体积小、无毒害等特点。

4.本发明采用的材料(即聚乳酸或尼龙)为较轻的质量，同时具有一定的机械性能，能达到软体机器人的要求，整体结构简单，体积小，除骨架底部外全部采用软体包覆，这样能保证软体机器人在整体质地柔软的基础上还有一定的支撑能力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种仿蠕虫的无线驱动软体机器人的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的支撑环与动力输出杆安装示意图；

图3是本发明实施例提供的支撑环与电磁线圈安装示意图；

图4是本发明实施例提供的柔性骨架的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的柔性骨架底部结构示意图；

图6是本发明实施例提供的电磁线圈内的电流方向示意图；

图7是本发明实施例提供的电磁线圈的受力分析图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-动力输出杆，2-柔性骨架，3-软体包覆外壳，4-充电接口，5-电路板，6-电容，7-支撑脚，8-支撑环，9-磁铁，10-柔性限制块，11-电磁线圈，12-安装孔，21-柔性限制块安装槽，22-骨架主体，23-磁铁安装孔，24-电路板卡子，25-充电接口安装槽，26-电容卡子，27-支撑环限位杆，28-支撑脚安装孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-2所示，本发明实施例提供了一种仿蠕虫的无线驱动软体机器人，其包括柔性骨架2、磁力组件、控制组件、动力输出杆1和软体包覆外壳3，其中，磁力组件和控制组件装设在柔性骨架2的内部，动力输出杆1设于柔性骨架2的一端(例如图1中的左端)，软体包覆外壳3包裹在柔性骨架2的顶部及四周，即柔性骨架2除底部外其余部分均被软体包覆外壳3包裹，通过该软体包覆外壳3可有效保护骨架及骨架内部的部件，同时使得机器人较为柔软，增加抗冲击性能。动力输出杆1上套装有柔性限制块10，该柔性限制块10安装在柔性骨架2上，动力输出杆1与柔性骨架2的底部呈一定角度(即动力输出杆与电磁线圈这部分与机器人整体的底平面之间偏移特定角度)，柔性骨架2的底部设置有支撑脚7。如图2所示，动力输出杆1与柔性骨架2底面的夹角α优选为120°～150°，以使得动力输出杆能有一个较好的抓地角度从而实现带动机器人前进的目的。

具体的，如图2-3所示，磁力组件包括磁铁9和电磁线圈11，磁铁9安装在柔性骨架2内靠近动力输出杆1处，电磁线圈11绕装在磁铁9的外部，且由支撑环8支撑，即支撑环8套装在磁铁9外部，电磁线圈位于支撑环8内部，该支撑环8与动力输出杆1相连，具体的支撑环8上设置有安装孔12，用于安装动力输出杆1。电磁线圈外部包裹支撑环，一方面用于支撑电磁线圈，另一方面便于直接和动力输出杆相连，从而进行动力输出。磁铁9直接在市场上购买获得，优选圆柱形铷铁硼磁铁，其可以设置一个，也可以设置两个，两个磁铁分别安装在柔性骨架2内部的顶部和内部的底部，且彼此相对，支撑环8位于两个磁铁之间。

具体的，控制组件包括电路板5及为电路板5供电的电容6，电路板5与电磁线圈11相连，电容6预先充电，然后通过放电为电路板供电，电路板由外部的遥控器进行无线遥控，遥控器的不同按钮对应电路板对线圈输出不同方向的电流，从而在线圈中产生不同方向的磁场，线圈产生的磁场与磁铁9的磁场相互作用，从而使得电磁线圈上下摆动。如图6和7所示，某一时刻的磁场分布情况和电磁线圈中的电流方向情况，磁场B分布方向为由上至下，电流方向为逆时针，对于电磁线圈上相对的两个点a和b而言，均受到水平方向的力Fx及竖直方向的力Fy，此时水平方向的力互相抵消，而竖直方向的力叠加，由于电磁线圈形成一个闭环，所以水平方向的力全部抵消，而电磁线圈在竖直方向力的作用下上下摆动。具体如何通过遥控器实现线圈电流方向的控制，其是较为成熟的现有技术，在此不赘述。

在遥控器的控制下按照预先的设计为线圈供电，电路板及电容直接在市场上购买获得。为了便于电容6充电，在柔性骨架2底部还设置有充电接口安装槽25用于安装充电接口4，充电接口可以直接与充电线相连以达到向电容充电的目的。

本发明中设计的动力输出杆1的长度可调，通过调整动力输出杆的长度以调整机器人的翘起高度，从而对机器人的行走姿态进行调整。支撑脚7的安装位置可调，通过调整支撑脚7的位置以达到调整机器人重心的目的，从而影响机器人的整体的运动姿态。

本发明还对柔性骨架的结构进行了优化设计，以便于各部件的安装固定，设计原则是结构简单、质量轻、能有效固定相应部件。具体而言，如图4-5所示，柔性骨架2包括环形的骨架主体22、柔性限制块安装槽21、磁铁安装孔23、电路板卡子24、充电接口安装槽25、电容卡子26、支撑环限位杆27和支撑脚安装孔28，其中，柔性限制块安装槽21用于安装柔性限制块，磁铁安装孔23用于安装磁铁，电路板卡子24用于固定电路板，充电接口安装槽25用于安装充电接口，电容卡子26用于固定电容，支撑环限位杆27用于限制支撑环的位置，防止支撑环乱摆动，支撑脚安装孔28用于安装支撑脚。柔性限制块安装槽21设于骨架主体22的一侧，磁铁安装孔23设于骨架主体22靠近柔性限制块安装槽21处，其旁侧设有支撑环限位27，电路板卡子24设于环形骨架主体22顶部，电容卡子26设于环形骨架主体22底部与电路板卡子24相对位置处，充电接口安装槽25设于电容卡子26旁侧，骨架主体22的底部还设置有用于安装支撑脚7的支撑脚安装孔28。

本发明的仿蠕虫无线驱动软体机器人使用时，当控制组件中的电路板5接收到外部启动信号(例如遥控器的控制信号)后使电磁线圈11通电，此时电磁线圈11中产生磁场，同时在磁铁9的作用下进行上下摆动以带动动力输出杆1进行动力输出(即上下摆动)进而带动整个机器人进行仿蠕虫移动，动力输出杆1在上下摆动的过程中，不断的与地面接触，带动整个机器人向前挪动，由于机器人底部设置有支撑脚7，其可以作为整个机器人的支点，使得动力输出杆的动作可以轻松带动整个机器人运动，且由于骨架为柔性，使得整个机器人的挪动类似蠕虫的蠕动。

本发明还提供了仿蠕虫无线驱动软体机器人的制备方法，其为增材制造方法，包括以下步骤：

S1采用熔融沉积成型工艺(Fused Deposition Modeling)制备柔性骨架2、动力输出杆1、支撑脚7和支撑环8，其中打印层厚0.1mm，打印速度为70mm/s，打印平台温度为60℃；

S2绕制所需的电磁线圈11，并将其固定在支撑环8内，例如采用直径0.1mm的铜丝绕制线圈，水平方向绕制5匝，高度方向绕制10层，绕制完毕后固定在支撑环上，并用强力胶粘接；

S3根据软体包覆外壳3及柔性限制块10的形状设计相应的模具，利用熔融沉积成型工艺制备所需的模具，然后浇入软体材料(例如硅橡胶(ecoflex系列))并在室温下静置所需时间(6h)以制备获得软体包覆外壳3及柔性限制块10；

S4将事先准备好的控制组件和磁铁9以及步骤S1-S3制备的动力输出杆1、支撑脚7、柔性限制块10及内部设有电磁线圈的支撑环8安装在柔性骨架2的对应位置处，然后利用软体包覆外壳3包裹住柔性骨架的顶部及四周，露出底部不包裹，以此完成仿蠕虫无线驱动软体机器人的制备。

其中，动力输出杆与支撑环分别制备然后粘接在一起或者两者一体成形。为了保证包裹效果，柔性骨架2与软体包覆外壳3连接处浇灌软体材料(例如硅橡胶(ecoflex系列))以将软体外壳和柔性骨架连接为一个整体。具体的，步骤S1和S3中熔融沉积成型工艺中采用的制备材料为PLA(聚乳酸)或尼龙，即柔性骨架2、动力输出杆1、支撑脚7、支撑环8、软体包覆外壳3及柔性限制块10的模具均由PLA或尼龙采用熔融沉积成型工艺制成。当设置有充电接口4时，其同样由PLA或尼龙采用熔融沉积成型工艺制成。

以下为制备方法的具体实施例，通过实施例体现打印材料(聚乳酸和尼龙)和打印方式(分开打印和一体化打印)的差异。

实施例1

(1)利用PLA作为原材料，基于所设计的模型，采用熔融沉积成型制作出柔性骨架、支撑环、动力输出杆、支撑脚、充电接口和后续制备软体包覆外壳以及柔性限制块的模子，此处为了便于拆装支撑环和动力输出杆采用分开打印然后组装的方式；

(2)基于设计采用直径0.1mm的铜丝绕制线圈，水平方向绕制5匝，高度方向绕制10层，绕制完毕后固定在事先制备好的支撑环上，并用强力胶粘接，接着将支撑环与动力输出杆粘接起来；

(3)在制备的软体包覆外壳以及柔性限制块的模子中浇入硅橡胶(ecoflex系列)然后在室温下静置6h取出以制备相应的软体包覆外壳以及柔性限制块；

(4)各部件准备就绪后，将各部件固定在柔性骨架对应位置上，具体的将磁铁安装在磁铁安装孔23上，然后将粘接在一起的支撑环与动力输出杆安装在柔性骨架内，使动力输出杆穿过柔性限制块安装槽21，使支撑环套装在磁铁外部，然后将柔性限制块套装在动力输出杆的外部并安装在柔性限制块安装槽21上，再将电路板固定在电路板卡子24上，将电容固定在电容卡子26上，将充电接口安装在充电接口安装槽25内，将支撑脚安装在支撑脚安装孔28上；接着利用软体包覆外壳包裹住柔性骨架的顶部和四周及其内部各部件，最后再在连接处浇灌硅橡胶(ecoflex系列)以将软体外壳和骨架连接为一个整体。

实施例2

(1)利用尼龙作为原材料，基于所设计的模型，采用熔融沉积成型制作出柔性骨架、支撑环、动力输出杆、支撑脚、充电接口和后续制备软体包覆外壳以及柔性限制块的模子，此处为了便于拆装支撑环和动力输出杆采用分开打印然后组装的方式；

(2)基于设计采用直径0.2mm的铜丝绕制线圈，水平方向绕制3匝，高度方向绕制5层，绕制完毕后固定在事先制备好的支撑环上，并用强力胶粘接，接着将支撑环与动力输出杆粘接起来；

(3)在制备的软体包覆外壳以及柔性限制块的模子中浇入硅橡胶(ecoflex系列)然后在室温下静置7h取出以制备相应的软体包覆外壳以及柔性限制块；

(4)各部件准备就绪后，将各部件固定在柔性骨架对应位置上，具体的将磁铁安装在磁铁安装孔23上，然后将粘接在一起的支撑环与动力输出杆安装在柔性骨架内，使动力输出杆穿过柔性限制块安装槽21，使支撑环套装在磁铁外部，然后将柔性限制块套装在动力输出杆的外部并安装在柔性限制块安装槽21上，再将电路板固定在电路板卡子24上，将电容固定在电容卡子26上，将充电接口安装在充电接口安装槽25内，将支撑脚安装在支撑脚安装孔28上；接着利用软体包覆外壳包裹住柔性骨架的顶部和四周及其内部各部件，最后再在连接处浇灌硅橡胶(ecoflex系列)以将软体外壳和骨架连接为一个整体。

实施例3

(1)利用PLA作为原材料，基于所设计的模型，采用熔融沉积成型制作出带支撑脚的柔性骨架、充电接口、支撑环、动力输出杆(支撑环与动力输出杆一体成形)和后续制备软体包覆外壳以及柔性限制块的模子，此处为了提升结构整体的性能采用一体化打印的方式，主要体现为支撑环与动力输出杆一体化打印成形以及骨架与支撑脚一体化打印成形；

(2)基于设计采用直径0.15mm的铜丝绕制线圈，水平方向绕制4匝，高度方向绕制7或8层，绕制完毕后固定在事先制备好的支撑环上，并用强力胶粘接；

(3)在制备的软体包覆外壳以及柔性限制块的模子中浇入硅橡胶(ecoflex系列)然后在室温下静置4h取出以制备相应的软体包覆外壳以及柔性限制块；

(4)各部件准备就绪后，将各部件固定在柔性骨架对应位置上，具体的将磁铁安装在磁铁安装孔23上，然后将一体成形的支撑环与动力输出杆安装在柔性骨架内，使动力输出杆穿过柔性限制块安装槽21，使支撑环套装在磁铁外部，然后将柔性限制块套装在动力输出杆的外部并安装在柔性限制块安装槽21上，再将电路板固定在电路板卡子24上，将电容固定在电容卡子26上，将充电接口安装在充电接口安装槽25内；接着利用软体包覆外壳包裹住柔性骨架的顶部和四周及其内部各部件，最后再在连接处浇灌硅橡胶(ecoflex系列)以将软体外壳和骨架连接为一个整体。

实施例4

(1)利用尼龙作为原材料，基于所设计的模型，采用熔融沉积成型制作出带支撑脚的柔性骨架、支撑环、动力输出杆(支撑环与动力输出杆一体成形)、充电接口和后续制备软体包覆外壳以及柔性限制块的模子，此处为了提升结构整体的性能采用一体化打印的方式，主要体现为支撑环与动力输出杆一体化打印成形以及骨架与支撑脚一体化打印成形；

(2)基于设计采用直径0.1mm的铜丝绕制线圈，水平方向绕制6匝，高度方向绕制8层，绕制完毕后固定在事先制备好的支撑环上，并用强力胶粘接；

(3)在制备的软体包覆外壳以及柔性限制块的模子中浇入硅橡胶(ecoflex系列)然后在室温下静置6.5h取出以制备相应的软体包覆外壳以及柔性限制块；

(4)各部件准备就绪后，将各部件固定在柔性骨架对应位置上，具体的将磁铁安装在磁铁安装孔23上，然后将一体成形的支撑环与动力输出杆安装在柔性骨架内，使动力输出杆穿过柔性限制块安装槽21，使支撑环套装在磁铁外部，然后将柔性限制块套装在动力输出杆的外部并安装在柔性限制块安装槽21上，再将电路板固定在电路板卡子24上，将电容固定在电容卡子26上，将充电接口安装在充电接口安装槽25内；接着利用软体包覆外壳包裹住柔性骨架的顶部和四周及其内部各部件，最后再在连接处浇灌硅橡胶(ecoflex系列)以将软体外壳和骨架连接为一个整体。

总之，本发明利用通电线圈瞬时产生的电磁场与小磁块的相互作用来为软体蠕虫提供动力，可有效模拟软体蠕虫的运动模式，属于软体机器人的范畴，相比传统有缆驱动的软体机器人而言，本发明的软体机器人将供能部分和信号接收部分集成为一个很小的部分并内置于软体机器人体内，实现了软体机器人的无缆驱动和可遥控的能力。此外，本发明采用的材料均有较轻的质量，同时具有一定的机械性能，能达到软体机器人的要求，整体结构简单，体积小。本发明的方法所用材料简单、成本低廉、化学性质稳定、对人体没有毒害作用；制备条件温和，能耗小，成本低，采用的加工方法设备简单易操作，所得产品的性能及厚度尺寸可调，得到的仿生制件有着质量轻、体积小、无毒害等特点。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种仿蠕虫的无线驱动软体机器人，其特征在于，包括柔性骨架(2)、装设在柔性骨架(2)内部的磁力组件和控制组件、装设在柔性骨架(2)一端的动力输出杆(1)以及包裹在柔性骨架(2)顶部和四周的软体包覆外壳(3)，其中，所述动力输出杆(1)上套装有柔性限制块(10)，该柔性限制块(10)安装在所述柔性骨架(2)上，该动力输出杆(1)与所述柔性骨架(2)的底部呈设定的角度，所述柔性骨架(2)的底部设置有支撑脚(7)，所述磁力组件包括磁铁(9)和电磁线圈(11)，所述磁铁(9)安装在柔性骨架(2)内，所述电磁线圈(11)绕装在所述磁铁(9)的外部，且由支撑环(8)支撑，该支撑环(8)与所述动力输出杆(1)相连；工作时，当控制组件接收到外部启动信号后使电磁线圈(11)通电，此时电磁线圈(11)中产生磁场，同时在磁铁(9)的作用下进行上下摆动以带动动力输出杆(1)进行动力输出进而带动整个机器人进行仿蠕虫移动。

2.如权利要求1所述的仿蠕虫的无线驱动软体机器人，其特征在于，所述控制组件包括电路板(5)以及为电路板(5)供电的电容(6)，所述柔性骨架(2)的底部还设置有充电接口(4)。

3.如权利要求1所述的仿蠕虫的无线驱动软体机器人，其特征在于，所述柔性骨架(2)包括环形的骨架主体(22)、柔性限制块安装槽(21)、磁铁安装孔(23)、电路板卡子(24)、充电接口安装槽(25)、电容卡子(26)、支撑环限位杆(27)和支撑脚安装孔(28)，其中，所述柔性限制块安装槽(21)设于所述骨架主体(22)的一侧，所述磁铁安装孔(23)设于骨架主体(22)靠近柔性限制块安装槽(21)处，其旁侧设有所述支撑环限位(27)，所述电路板卡子(24)设于环形骨架主体(22)顶部，所述电容卡子(26)设于环形骨架主体(22)底部与电路板卡子(24)相对位置处，所述充电接口安装槽(25)设于电容卡子(26)旁侧，所述支撑脚安装孔(28)开设于骨架主体(22)的底部。

4.如权利要求3所述的仿蠕虫的无线驱动软体机器人，其特征在于，所述动力输出杆(1)与所述柔性骨架(2)底面的夹角优选为120°～150°。

5.如权利要求1-4任一项所述的仿蠕虫的无线驱动软体机器人，其特征在于，所述动力输出杆(1)的长度可调，通过调整动力输出杆的长度以调整机器人的翘起高度，进而调整机器人的行走姿态。

6.如权利要求1-5任一项所述的仿蠕虫的无线驱动软体机器人，其特征在于，所述支撑脚(7)的安装位置可调，通过调整支撑脚(7)的位置以达到调整机器人重心的目的。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的仿蠕虫的无线驱动软体机器人的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1采用熔融沉积成型工艺制备柔性骨架(2)、动力输出杆(1)、支撑脚(7)和支撑环(8)；

S2绕制所需的电磁线圈(11)，并将其固定在支撑环(8)内；

S3利用熔融沉积成型工艺制备模具，然后浇入软体材料并在室温下静置所需时间以制备获得软体包覆外壳(3)及柔性限制块(10)；

S4将事先准备好的控制组件和磁铁(9)以及步骤S1-S3制备的动力输出杆(1)、支撑脚(7)、柔性限制块(10)及内部设有电磁线圈的支撑环(8)安装在柔性骨架(2)的对应位置处，然后利用软体包覆外壳(3)包裹住柔性骨架的顶部及四周，以此完成仿蠕虫无线驱动软体机器人的制备。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述动力输出杆(1)与支撑环(8)分体成形或一体成形；所述柔性骨架(2)与支撑脚(7)分体成形或一体成形。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述柔性骨架(2)与软体包覆外壳(3)连接处浇灌软体材料。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，熔融沉积成型工艺中采用的制备材料为聚乳酸或尼龙；所述软体材料为硅橡胶。