CN110588815B - 一种应用于软体机器人的真空吸附装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于软体机器人的真空吸附装置，包括硅胶弹性主体、硅胶密封圈和硬质滑片。硅胶弹性主体上部与软体机器人连为一体，所述真空吸附装置作为软体机器人的行走足，硅胶弹性主体自底面向上开有一个呈渐缩形喇叭状的吸附腔。硅胶弹性主体底面围绕硅胶密封圈开有一圈环形的二阶阶梯状凹槽，当吸盘吸附于地面时，硅胶密封圈向上翻折入二阶阶梯状凹槽内。本发明与软体机器人的驱动装置固联在一起，通过吸附装置与地面之间产生的吸附力，有效解决了机器人在爬行过程中的“后溜”问题，实现了机器人“爬坡”的技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及软体机器人领域，特别是涉及一种应用于软体机器人的真空吸附装置。
背景技术
传统机器人多为刚性机器人，其刚性模块通过各类运动副连接，因控制精确、运动平稳等优点而得到广泛运用。但其缺点同样明显，运动形式过于复杂，对于复杂的地面情况以及小于自身尺寸的狭小空间，无法进行自主运动，环境适应能力差。例如在军事侦察中，为了保证侦察的隐蔽性，需要侦察机器人具有钻过墙缝等尺寸小、形状复杂的通道的能力。另外，在矿难、地震等自然灾害的救援过程中，要求机器人能够深入废墟进行探测。随着科技发展，针对这些需求，软体机器人应运而生。
软体机器人驱动形式主要包括基于线缆变长度的欠驱动、基于流体的变压驱动以及基于智能材料变形的驱动。
现有软体机器人虽然具有多种运动方式，但缺乏对地面的吸附能力，运动过程中易产生“后溜”现象，爬坡角度较低，而简单的圆形吸附气腔密封性能较差，所需的真空度过高，造成资源浪费，同时影响了软体机器人的环境适应能力。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种应用于软体机器人的真空吸附装置，以实现软体机器人对地面的稳定吸附，以及机器人的爬坡运动要求。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种应用于软体机器人的真空吸附装置，包括硅胶弹性主体、硅胶密封圈和硬质滑片。硅胶弹性主体上部与软体机器人连为一体，所述真空吸附装置作为软体机器人的行走足，硅胶弹性主体自底面向上开有一个呈渐缩形喇叭状的吸附腔，在吸附腔底面设有一圈硅胶密封圈共同作为吸盘。硅胶弹性主体底面围绕硅胶密封圈开有一圈环形的二阶阶梯状凹槽，当吸盘吸附于地面时，硅胶密封圈向上翻折入二阶阶梯状凹槽内。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
（1）本发明中圆台形吸附腔底部周边延伸出一圈硅胶密封圈，因为硅胶的弹性特征，当产生吸附作用时，密封圈会受到挤压，向外折叠于环形凹槽内，有效增加了吸附装置与地面之间的接触面积，改善了吸附装置的密封性。
（2）本发明中硅胶密封圈采用非对称结构，前半周密封圈隐藏于弹性体内，如此运动过程中，密封圈不会因为与地面摩擦而发生内卷，而后半周延伸出来的密封圈足可以保证吸附机构的气密性。
（3）本发明中圆环阶梯状凹槽同样采用非对称结构，可以更好地容纳折叠后的密封圈，且凹槽深度略小于密封圈的厚度，可以保证在产生吸附作用时，密封圈会与地面产生接触。
附图说明
图1是本发明基于气动软体技术的真空吸附装置的整体结构示意图。
图2是本发明基于气动软体技术的真空吸附装置的局部剖视图。
图3是图2的局部放大图。
图4为滑片的结构示意图。
具体实施方式
为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的介绍。
结合图1至图4，一种应用于软体机器人的真空吸附装置，包括硅胶弹性主体2、硅胶密封圈7和硬质滑片1。硅胶弹性主体2上部与软体机器人3连为一体，所述真空吸附装置作为软体机器人3的行走足，硅胶弹性主体2自底面向上开有一个呈渐缩形喇叭状的吸附腔5，在吸附腔5底面设有一圈硅胶密封圈7共同作为吸盘。硅胶弹性主体2底面围绕硅胶密封圈7开有一圈环形的二阶阶梯状凹槽6，当吸盘吸附于地面时，硅胶密封圈7向上翻折入二阶阶梯状凹槽6内。硅胶弹性主体2与硅胶密封圈7采用相同的硅胶材料，且为一体注胶。
硬质滑片1包括L形挡片1-1、卡齿1-3和卡片1-2，L形挡片1-1内壁面上设有若干卡齿1-3，L形挡片1-1底部向上设有一个格栅状卡片1-2，卡片1-2与卡齿1-3固连在一起，L形挡片1-1设置于硅胶弹性主体2前侧壁，包裹硅胶弹性主体2的底部棱边，其位于软体机器人3的前进方向，有效防止硅胶弹性主体2的底部棱边翻边。硅胶弹性主体2侧壁上开有一个充放气口4，其与吸附腔5相通，连接真空发生器后，在吸附腔5内产生真空，从而实现吸附作用。
制作所述真空吸附装置时，通过3D技术打印将硬质滑片1一体打印出来，之后将硬质滑片1置于事先制作的模具内，在将AB型硅胶注入，待硅胶凝固后，硅胶弹性主体2、硅胶密封圈7以及硬质滑片1联结为一体，完成真空吸附装置的制作。
进一步地，本发明所述硅胶密封圈7与圆环阶梯状凹槽6皆为非对称结构，与前进方向同侧的为前半周，前半周硅胶密封圈7与硅胶弹性主体2底部齐平，后半周硅胶密封圈7向下延伸出硅胶弹性主体2底部，如此运动过程中，前半周硅胶密封圈7不会因为与地面摩擦而发生内卷，而后半周延伸出来的硅胶密封圈足7可以保证吸附装置的气密性。
下面说明本发明的具体实施方式：
当需要产生吸附作用时，真空发生器与充放气口4连接，在吸附腔5内产生真空状态，与地面之间产生吸附力，因为硅胶的弹性特征，硅胶弹性体2底部发生形变，同时硅胶密封圈7也受到地面挤压，向外侧折叠于二阶阶梯状凹槽6内，扩大了与地面之间的接触面积，增强了吸附装置的密封性能；当不需要吸附作用时，利用电磁换向阀，使得充放气口4与大气接触，解除吸附腔5内的真空状态。
Claims (1)
1.一种应用于软体机器人的真空吸附装置，包括
硅胶弹性主体（2），其上部与软体机器人（3）连为一体，作为软体机器人（3）的行走足；
其特征在于：
所述硅胶弹性主体（2）自底面向上开有一个呈渐缩形喇叭状的吸附腔（5），在吸附腔（5）底面设有一圈硅胶密封圈（7）共同作为吸盘；
还包括硬质滑片（1），硬质滑片（1）包裹硅胶弹性主体（2）的底部棱边，且位于软体机器人（3）的前进方向，有效防止硅胶弹性主体（2）的底部棱边翻边；
硅胶弹性主体（2）侧壁上开有一个充放气口（4），其与吸附腔（5）相通，连接真空发生器后，在吸附腔（5）内产生真空，从而实现吸附作用；
硅胶弹性主体（2）底面围绕硅胶密封圈（7）开有一圈环形的二阶阶梯状凹槽（6），当吸盘吸附于地面时，硅胶密封圈（7）向上翻折入二阶阶梯状凹槽（6）内；
所述硅胶密封圈（7）与圆环阶梯状凹槽（6）皆为非对称结构，与前进方向同侧的为前半周，前半周硅胶密封圈（7）与硅胶弹性主体（2）底部齐平，后半周硅胶密封圈（7）向下延伸出硅胶弹性主体（2）底部；
所述硬质滑片（1）包括L形挡片（1-1）、卡齿（1-3）和卡片（1-2），L形挡片（1-1）内壁面上设有若干卡齿（1-3），L形挡片（1-1）底部向上设有一个格栅状卡片（1-2），卡片（1-2）与卡齿（1-3）固连在一起，L形挡片（1-1）设置于硅胶弹性主体（2）前侧壁，包裹硅胶弹性主体（2）的底部棱边，其位于软体机器人（3）的前进方向，有效防止硅胶弹性主体（2）的底部棱边翻边。
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