CN110587658A - 一种触毛感知的软体机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及软体机器人技术领域，更具体地，涉及一种触毛感知的软体机械臂。该软体机械臂包括软体臂主体和中央处理器，所述软体臂主体外侧套有管套，管套随软体臂主体弯曲摆动而发生变形；所述管套外壁设有触毛，触毛一端固定于管套外壁，另一端自由摆动；所述触毛分成若干列排布，同一列的触毛相邻间距一致；触毛的固定一端设有用于感应触毛摆动方向的感应触头，所述感应触头与中央处理器电连接，将相关感应信号传送至中央处理器。本发明通过在机械臂表层增加触毛和感应元件，根据表面触毛的摆动，实时感应机械臂的运动方向，进行反馈，为软体机器人的交互及进一步的研究提供思路。

Description

一种触毛感知的软体机械臂

技术领域

本发明涉及软体机器人技术领域，更具体地，涉及一种触毛感知的软体机械臂。

背景技术

和刚性机器人相比，软体机器人普遍更加灵活、更易适应复杂环境。近年来，国内外许多机构都纷纷关注并研究利用软材料和特殊结构设计制造机器人，而随着人们生活和科技的发展，大众对机器人的功能需求越来越高。现阶段的软体机器人运动臂表面光滑，其运动方向由气体的充入和放出以控制，缺少辅助感知设备，无法及时进行运动方向反馈。因此，需要有必要在这方面作出改进。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种触毛感知的软体机械臂，在机械臂表层增加触毛和感应元件，根据表面触毛的摆动，实时感应机械臂的运动方向，进行反馈。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种触毛感知的软体机械臂，包括软体臂主体和中央处理器，所述软体臂主体外侧套有管套，管套随软体臂主体弯曲摆动而发生变形；所述管套外壁设有触毛，触毛一端固定于管套外壁，另一端自由摆动；所述触毛分成若干列排布，同一列的触毛相邻间距一致；触毛的固定一端设有用于感应触毛摆动方向的感应触头，所述感应触头与中央处理器电连接，将相关感应信号传送至中央处理器。

其中，管套套紧于软体臂主体外侧，软体臂主体弯曲运动则带动管套运动，产生变形，因此，管套表层设置的触毛会进行摆动甚至相互聚拢发生接触，该部分触毛的感应触头探测到相应的信号，并将该信号传送至中央处理器，由此得知软体臂主体的弯曲运动方向。同理，当人的手进行抚摸时，在摩擦力带动下触毛也会相互接触，相应的感应触头同步反馈感应信号至中央处理器，由此判断出人手触碰位置，方便后续发出交互信号。一般地，采用的是红外感应触头。

作为其中一种优选的方案，所述感应触头设于触毛固定端的垂直两侧。由于触毛呈竖列设置，在软体臂主体弯曲运动时，同列的触毛会发生上下摆动或接触，因此感应触头设在垂直方向上更有利于探测到触毛的摆动。

作为其中一种优选的方案，所述管套设有至少两列触毛，各列触毛呈对称形式设置。为了便于感应软体臂主体的运动方向，应均匀设置多列触毛。

作为其中一种优选的方案，所述管套外壁还设有波纹结构，波纹结构与触毛相间设置。波纹结构有利于提高管套的抗压性能，增强复位能力。

作为其中一种优选的方案，所述软体臂主体内设有若干充气气腔，各充气气腔连通有气源。分别向软体臂主体的充气气腔，利用气压使其摆向不同的方向。

作为其中一种优选的方案，还包括用于固定软体臂主体的固定座，所述软体臂主体的一端卡接固定于固定座；所述固定座设有用于独立连通充气气腔的气路接口，各气路接口均接通气源。固定座与软体臂主体转动卡接，装拆方便，软体臂主体通过固定座可以具体安装在其他设备或机器人上。

作为其中一种优选的方案，所述软体臂主体还设有过线通道。为了方便线路布置，软体臂主体中心部分设有过线通道。

作为其中一种优选的方案，所述软体臂主体为硅胶材质。软体臂主体为软质材料，一般采用硅胶材质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种触毛感知的软体机械臂，在软体机械臂表层增设触毛和感应元件，在机械臂摆动弯曲时，可以感应出其弯曲方向，在触碰时，也可感应出相应的触碰位置，根据表面触毛的摆动，实时感应出机械臂的运动方向，进行反馈，为软体机器人的交互及进一步的研究提供思路。

附图说明

图1是本发明的弯曲状态示意图。

图2是本发明的弯曲状态侧视图。

图3是软体臂主体和管套的剖视图。

图4是本发明的弯曲状态仰视图。

图5是管套的截面图。

其中，1软体臂主体，2管套，3触毛，4感应触头，5波纹结构，6充气气腔，7固定座，8气路接口，9过线通道。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

如图1-2所示，为本实施例提供了一种触毛感知的软体机械臂，包括包括软体臂主体1和中央处理器，软体臂主体1为硅胶材质，其外侧套有管套2，管套2随软体臂主体1弯曲摆动而发生变形。

其中，管套2外壁设有触毛3，触毛3一端固定于管套2外壁，另一端自由摆动。具体地，触毛3呈若干列排布，同一列的触毛3相邻间距一致，本实施例中，管套2外壁设有两列触毛3，两列触毛3关于中心轴线呈对称形式设置，根据需求，可以均匀设置多列触毛3，更好地反应软质机械臂的运动方向。

另外，如图3所示，触毛3的固定一端设有用于感应触毛3摆动方向的感应触头4，感应触头4与中央处理器电连接，将相关感应信号传送至中央处理器，本实施例采用的是红外感应触头4。具体地，感应触头4设于触毛3固定端的垂直两侧，固定于管套2中。在软体臂主体1弯曲运动运动时，在弯曲收缩部位的触毛3会进行摆动甚至相互聚拢发生接触，该部分触毛3的感应触头4探测到相应的信号，并将该信号传送至中央处理器，得知软体臂主体1的弯曲运动方向。而当人的手进行抚摸时，在摩擦力带动下触毛3也会相互接触，相应的感应触头4同步反馈感应信号至中央处理器，由此判断出人手触碰位置。

进一步地，管套2外壁还设有用于提高管套2的抗压性能的波纹结构5，波纹结构5与触毛3相间设置。

同时，如图4所示，软体臂主体1内设有两个关于圆心对称的充气气腔6，两个充气气腔6的中心与两列触毛3保持在同一直径上。各充气气腔6连通有气源，单独向其中一个充气气腔6充气，可利用气压使软体臂主体1摆向不同的方向。

另外，本实施例还包括用于固定软体臂主体1的固定座7，软体臂主体1的一端转动卡接固定于固定座7，软体臂主体1通过固定座7可以具体安装在其他设备或机器人上。同时，如图5所示，固定座7设有气路接口8和过线通道9，各气路接口8独立连通充气气腔6，并且均接通气源，而过线通道9则为了方便线路布置，过线通道9位于中心轴线位置。

根据要求将各部件进行组装固定，接通气路和电路，向软体臂主体1的其中一充气气腔6充入气体后，在气体的压力下软体臂主体1向另一腔方向弯曲，管套2弯曲边上的触毛3相互靠拢，甚至发生接触，彼时该部位上的感应触头4产生感应信号，并传送到中央处理器，得出软体臂主体1的弯曲方向。同理，当人的手进行抚摸时，在摩擦力带动下触毛3也会相互接触，相应的感应触头4同步反馈感应信号至中央处理器，由此判断出触碰位置，同时发出交互信号。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种触毛感知的软体机械臂，其特征在于：包括软体臂主体(1)和中央处理器，所述软体臂主体(1)外侧套有管套(2)，管套(2)随软体臂主体(1)弯曲摆动而发生变形；所述管套(2)外壁设有触毛(3)，触毛(3)一端固定于管套(2)外壁，另一端自由摆动；

所述触毛(3)分成若干列排布，同一列的触毛(3)相邻间距一致；触毛(3)的固定一端设有用于感应触毛(3)摆动方向的感应触头(4)，所述感应触头(4)与中央处理器电连接，将相关感应信号传送至中央处理器。

2.根据权利要求1所述的一种触毛感知的软体机械臂，其特征在于：所述感应触头(4)设于触毛(3)固定端的垂直两侧。

3.根据权利要求2所述的一种触毛感知的软体机械臂，其特征在于：所述管套(2)设有至少两列触毛(3)，各列触毛(3)呈对称形式设置。

4.根据权利要求1所述的一种触毛感知的软体机械臂，其特征在于：所述管套(2)外壁还设有波纹结构(5)，波纹结构(5)与触毛(3)相间设置。

5.根据权利要求1所述的一种触毛感知的软体机械臂，其特征在于：所述软体臂主体(1)内设有若干充气气腔(6)，各充气气腔(6)连通有气源。

6.根据权利要求5所述的一种触毛感知的软体机械臂，其特征在于：还包括用于固定软体臂主体(1)的固定座(7)，所述软体臂主体(1)的一端卡接固定于固定座(7)；所述固定座(7)设有用于独立连通充气气腔(6)的气路接口(8)，各气路接口(8)均接通气源。

7.根据权利要求6所述的一种触毛感知的软体机械臂，其特征在于：所述软体臂主体(1)还设有过线通道(9)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种触毛感知的软体机械臂，其特征在于：所述软体臂主体(1)为硅胶材质。