CN208196802U - 一种软体运动装置以及软体机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种软体运动装置以及软体机器人，涉及机器人技术领域。该软体运动装置包括气动机构和软体运动件。气动机构分别与第一气囊和第二气囊连通，导向段用于在气动机构向第一气囊充气并吸收第二气囊内的气体时向第一方向弯曲，导向段还用于在气动机构向第二气囊充气并吸收第一气囊内的气体时向第二方向弯曲，气动机构与运动空腔连通，运动段用于在气动机构吸收运动空腔内的气体时折弯，运动段还用于在气动机构向运动空腔充气时伸直。与现有技术相比，本实用新型提供的软体运动装置由于采用了设置有第一气囊和第二气囊的导向段以及与运动空腔连通的气动机构，所以能够灵巧快捷地进行移动，转向灵活，运动可靠，实用方便。

Description

一种软体运动装置以及软体机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种软体运动装置以及软体机器人。

背景技术

软体机器人是一种新型柔韧机器人，可以仅用空气来驱动。科学家最新研究的软体机器人是采用纸质和硅橡胶制成，能够弯曲、扭转和抓起自身重量100多倍的物体。软体机器人的设计灵感是模仿人类的内部构造或昆虫的外形架构等，尤其是后者。

软体充气机器人模型并不像机械机器人那样先进，但是它们的柔软身体中不包含任何电子装置。充气柔体机器人被认为是最好的工具，这类机器人能够完成许多传统机械机器人所无法实现的功能。传统主流机器人是采用金属和其他硬质材料制造，装载连接电子仪器和元件，它们可以制造汽车、携带较重的物体装置，甚至拆卸炸弹。发明人研究发现，传统机械机器人体积大、运动笨拙，很难穿过一个弯曲的管子或者碎石，以及其他难以抵达的粗糙崎岖环境表面，抵达一些特殊的环境。

有鉴于此，设计制造出一种运动灵活的软体运动装置以及软体机器人特别是在机器人生产中显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种软体运动装置，结构简单，能够灵巧快捷地进行移动，转向灵活，运动可靠，可适应于各种复杂地形，实用方便。

本实用新型的另一目的在于提供一种软体机器人，结构简单，能够灵巧快捷地进行移动，转向灵活，运动可靠，可适应于各种复杂地形，实用方便，用户体验感好。

本实用新型是采用以下的技术方案来实现的。

一种软体运动装置，包括气动机构和软体运动件，软体运动件包括一体成型的导向段和运动段，导向段内间隔设置有第一气囊和第二气囊，气动机构分别与第一气囊和第二气囊连通，导向段用于在气动机构向第一气囊充气并吸收第二气囊内的气体时向第一方向弯曲，导向段还用于在气动机构向第二气囊充气并吸收第一气囊内的气体时向第二方向弯曲，运动段内设置有运动空腔，气动机构与运动空腔连通，运动段用于在气动机构吸收运动空腔内的气体时折弯，运动段还用于在气动机构向运动空腔充气时伸直。

进一步地，气动机构包括第一气动组件和第二气动组件，第一气动组件分别与第一气囊和第二气囊连通，第二气动组件与运动空腔连通。

进一步地，第一气动组件包括第一空气泵、第一送气管和第二送气管，第一空气泵分别与第一送气管和第二送气管连接，第一送气管与第一气囊连接，第二送气管与第二气囊连接。

进一步地，第一气动组件还包括切换器，第一空气泵设置有吸气口和出气口，吸气口和出气口均与切换器连接，切换器分别与第一送气管和第二送气管连接，切换器用于将吸气口与第一送气管连通，并将出气口与第二送气管连通，切换器还用于将吸气口与第二送气管连通，并将出气口与第一送气管连通。

进一步地，切换器为两位四通电磁阀。

进一步地，运动段包括多个子单元，多个子单元依次连接，子单元内设置有单元空腔，多个单元空腔连通，且组合形成运动空腔。

进一步地，子单元包括第一半体和第二半体，第一半体和第二半体一体成型，且组合形成单元空腔，第一半体靠近地面设置，第二半体远离地面设置。

进一步地，第一半体的硬度大于第二半体的硬度。

进一步地，导向段远离运动段的一端靠近地面的一侧设置有第一防滑垫，运动段远离导向段的一端靠近地面的一侧设置有第二防滑垫。

一种软体机器人，包括机器人本体和软体运动装置，机器人本体安装于软体运动装置上，软体运动装置包括气动机构和软体运动件，软体运动件包括一体成型的导向段和运动段，导向段内间隔设置有第一气囊和第二气囊，气动机构分别与第一气囊和第二气囊连通，导向段用于在气动机构向第一气囊充气并吸收第二气囊内的气体时向第一方向弯曲，导向段还用于在气动机构向第二气囊充气并吸收第一气囊内的气体时向第二方向弯曲，运动段内设置有运动空腔，气动机构与运动空腔连通，运动段用于在气动机构吸收运动空腔内的气体时折弯，运动段还用于在气动机构向运动空腔充气时伸直。

本实用新型提供的软体运动装置以及软体机器人具有以下有益效果：

本实用新型提供的软体运动装置，气动机构分别与第一气囊和第二气囊连通，导向段用于在气动机构向第一气囊充气并吸收第二气囊内的气体时向第一方向弯曲，导向段还用于在气动机构向第二气囊充气并吸收第一气囊内的气体时向第二方向弯曲，气动机构与运动空腔连通，运动段用于在气动机构吸收运动空腔内的气体时折弯，运动段还用于在气动机构向运动空腔充气时伸直。与现有技术相比，本实用新型提供的软体运动装置由于采用了设置有第一气囊和第二气囊的导向段以及与运动空腔连通的气动机构，所以能够灵巧快捷地进行移动，转向灵活，运动可靠，可适应于各种复杂地形，实用方便。

本实用新型提供的软体机器人，包括软体运动装置，结构简单，能够灵巧快捷地进行移动，转向灵活，运动可靠，可适应于各种复杂地形，实用方便，用户体验感好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的软体运动装置的结构示意图；

图2为图1中导向段向第一方向折弯时的结构示意图；

图3为图1中导向段向第二方向折弯时的结构示意图；

图4为图1中导向段不折弯时的结构示意图；

图5为图1中运动段的结构示意图；

图6为本实用新型第一实施例提供的软体运动装置中气动机构的结构示意图；

图7为图5中子单元的结构示意图；

图8为本实用新型第二实施例提供的软体机器人的结构示意图。

图标：10-软体机器人；100-软体运动装置；110-气动机构；120-软体运动件；130-导向段；131-第一气囊；133-第二气囊；140-运动段；141-运动空腔；143-子单元；1431-单元空腔；1432-第一半体；1434-第二半体；150-第一气动组件；151-第一空气泵；153-第一送气管；155-第二送气管；157-切换器；160-第二气动组件；161-第二空气泵；163-第三送气管；200-机器人本体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参照图1，本实用新型实施例提供了一种软体运动装置100，用于在各种地形上进行运动。其结构简单，能够灵巧快捷地进行移动，转向灵活，运动可靠，可适应于各种复杂地形，实用方便。该软体运动装置100包括气动机构110和软体运动件120。气动机构110与软体运动件120连接，以控制软体运动件120发生运动。

软体运动件120包括一体成型的导向段130和运动段140。气动机构110分别与导向段130和运动段140连接，气动机构110用于控制导向段130的方向发生改变，气动机构110还用于控制运动段140向前运动。本实施例中，以软体运动件120在地面上向前运动为例，导向段130能够向左或者向右折弯，在此过程中，运动段140向前蠕动，使得整个软体运动件120向左或者向右转弯，实现转向运动；导向段130能够不折弯，此时运动段140向前蠕动，实现直线运动。

请结合参照图2、图3和图4，导向段130内间隔设置有第一气囊131和第二气囊133，气动机构110分别与第一气囊131和第二气囊133连通。导向段130用于在气动机构110向第一气囊131充气并吸收第二气囊133内的气体时向第一方向弯曲，导向段130还用于在气动机构110向第二气囊133充气并吸收第一气囊131内的气体时向第二方向弯曲。本实施例中，第一方向为向左的方向，第二方向为向右的方向，根据气动机构110向第一气囊131充气量的大小以及气动机构110吸收第二气囊133内气体量的大小来控制第一方向与水平方向之间的夹角，根据气动机构110向第二气囊133充气量的大小以及气动机构110吸收第一气囊131内气体量的大小来控制第二方向与水平方向之间的夹角，从而达成转弯方向的精准控制。

值得注意的是，当气动机构110向第一气囊131和第二气囊133内充入等量的气体时，第一气囊131和第二气囊133的充气程度相同，导向段130不会折弯，此时整个软体运动件120做直线运动。

请参照图5，运动段140内设置有运动空腔141，气动机构110与运动空腔141连通。运动段140用于在气动机构110吸收运动空腔141内的气体时折弯，运动段140还用于在气动机构110向运动空腔141充气时伸直。本实施例中，在气动机构110吸收运动空腔141内的气体时，以导向段130远离运动段140的一端为支点，运动段140向远离地面的一侧折弯，此时运动段140远离导向段130的一端向前运动，直至整个软体运动件120形成拱形；在气动机构110向运动空腔141内充气时，以运动段140远离导向段130的一端为支点，运动段140伸直变形，此时导向段130远离运动段140的一端向前运动，直至整个软体运动件120贴设于地面上。

值得注意的是，导向段130远离运动段140的一端靠近地面的一侧设置有第一防滑垫(图未示)，以防止在气动机构110吸收运动空腔141内的气体时导向段130打滑。运动段140远离导向段130的一端靠近地面的一侧设置有第二防滑垫(图未示)，以防止在气动机构110向运动空腔141内充气时运动段140打滑。本实施例中，第一防滑垫和第二防滑垫均由橡胶材料制成，但并不仅限于此，对第一防滑垫和第二防滑垫的制作材料不作具体限定。

请参照图6，气动机构110包括第一气动组件150和第二气动组件160。第一气动组件150分别与第一气囊131和第二气囊133连通，以控制第一气囊131充气或者放气，还能够控制第二气囊133充气或者放气。第二气动组件160与运动空腔141连通，以向运动空腔141内充气或者吸收运动空腔141内的气体。

第一气动组件150包括第一空气泵151、第一送气管153、第二送气管155和切换器157。第一空气泵151分别与第一送气管153和第二送气管155连接，以向第一送气管153充气或者吸气，还能向第二送气管155充气或者吸气。第一送气管153与第一气囊131连接，第二送气管155与第二气囊133连接。本实施例中，第一空气泵151设置有吸气口(图未示)和出气口(图未示)，吸气口和出气口均与切换器157连接，切换器157分别与第一送气管153和第二送气管155连接。切换器157用于将吸气口与第一送气管153连通，并将出气口与第二送气管155连通，切换器157还用于将吸气口与第二送气管155连通，并将出气口与第一送气管153连通。

当需要控制软体运动件120向第一方向转弯时，切换器157将出气口与第一送气管153连通，向第一气囊131内充气，将吸气口与第二送气管155连通，吸收第二气囊133内的气体，第一气囊131的充气程度大于第二气囊133的充气程度，导向段130向第一方向弯曲。当需要控制软体运动件120向第二方向转弯时，切换器157将出气口与第二送气管155连通，向第二气囊133内充气，将吸气口与第一送气管153连通，吸收第一气囊131内的气体，第二气囊133的充气程度大于第一气囊131的充气程度，导向段130向第二方向弯曲。当需要控制软体运动件120进行直线运动时，如果第一气囊131内的气体比第二气囊133内的气体多，则切换器157将出气口与第二送气管155连通，向第二气囊133内充气，将吸气口与第一送气管153连通，吸收第一气囊131内的气体，直至第一气囊131和第二气囊133的充气程度相同；如果第二气囊133内的气体比第一气囊131内的气体多，则切换器157将出气口与第一送气管153连通，向第一气囊131内充气，将吸气口与第二送气管155连通，吸收第二气囊133内的气体，直至第一气囊131和第二气囊133的充气程度相同。

本实施例中，切换器157为两位四通电磁阀，利用电磁控制吸气口与第一送气管153连通以及出气口与第二送气管155连通，或者控制吸气口与第二送气管155连通以及出气口与第一送气管153连通。

第二气动组件160包括第二空气泵161和第三送气管163。第二空气泵161通过第三送气管163与运动空腔141连通，以吸收运动空腔141内的气体使得运动段140折弯，或者向运动空腔141内充气使得运动段140伸直。

请参照图7，运动段140包括多个子单元143。多个子单元143依次连接，以形成运动段140，并能够发生折弯或者伸直的动作。子单元143内设置有单元空腔1431，多个单元空腔1431连通，且组合形成运动空腔141。

子单元143包括第一半体1432和第二半体1434。第一半体1432和第二半体1434一体成型，且组合形成单元空腔1431，当第二气动组件160向单元空腔1431内充气时，第一半体1432和第二半体1434均发生伸直变形；当第二气动组件160吸收单元空腔1431内的气体时，第一半体1432和第二半体1434均发生弯曲变形。第一半体1432靠近地面设置，第二半体1434远离地面设置。当第二气动组件160吸收单元空腔1431内的气体时，第一半体1432和第二半体1434均向靠近地面的一侧折弯，形成拱形。

值得注意的是，第一半体1432的硬度大于第二半体1434的硬度。当第二气动组件160吸收单元空腔1431内的气体时，第一半体1432和第二半体1434在外界大气压力的作用下均弯曲变形，此时第一半体1432和第二半体1434承受的压力相同，但由于第一半体1432的硬度大于第二半体1434的硬度，第一半体1432的弯曲程度小于第二半体1434的弯曲程度，导致整个运动段140向下弯曲，并形成拱形；当第二气动组件160向单元空腔1431内充气时，第一半体1432和第二半体1434在气压的作用下均伸直变形回到原位，导致整个运动段140伸直，并贴设于地面。

本实施例中，第一半体1432由硬质硅胶材料制成，第二半体1434由软质硅胶材料制成，但并不仅限于此，对第一半体1432和第二半体1434的制作材料不作具体限定。

本实用新型实施例提供的软体运动装置100，气动机构110分别与第一气囊131和第二气囊133连通，导向段130用于在气动机构110向第一气囊131充气并吸收第二气囊133内的气体时向第一方向弯曲，导向段130还用于在气动机构110向第二气囊133充气并吸收第一气囊131内的气体时向第二方向弯曲，气动机构110与运动空腔141连通，运动段140用于在气动机构110吸收运动空腔141内的气体时折弯，运动段140还用于在气动机构110向运动空腔141充气时伸直。与现有技术相比，本实用新型提供的软体运动装置100由于采用了设置有第一气囊131和第二气囊133的导向段130以及与运动空腔141连通的气动机构110，所以能够灵巧快捷地进行移动，转向灵活，运动可靠，可适应于各种复杂地形，实用方便。

第二实施例

请参照图8，本实用新型实施例提供了一种软体机器人10，包括机器人本体200和软体运动装置100。其中，软体运动装置100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

本实施例中，机器人本体200安装于软体运动装置100上，以在软体运动装置100的带动下相对于地面运动，从而实现特定的功能。

本实用新型实施例提供的软体机器人10的有益效果与第一实施例相同，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软体运动装置，其特征在于，包括气动机构和软体运动件，所述软体运动件包括一体成型的导向段和运动段，所述导向段内间隔设置有第一气囊和第二气囊，所述气动机构分别与所述第一气囊和所述第二气囊连通，所述导向段用于在所述气动机构向所述第一气囊充气并吸收所述第二气囊内的气体时向第一方向弯曲，所述导向段还用于在所述气动机构向所述第二气囊充气并吸收所述第一气囊内的气体时向第二方向弯曲，所述运动段内设置有运动空腔，所述气动机构与所述运动空腔连通，所述运动段用于在所述气动机构吸收所述运动空腔内的气体时折弯，所述运动段还用于在所述气动机构向所述运动空腔充气时伸直。

2.根据权利要求1所述的软体运动装置，其特征在于，所述气动机构包括第一气动组件和第二气动组件，所述第一气动组件分别与所述第一气囊和所述第二气囊连通，所述第二气动组件与所述运动空腔连通。

3.根据权利要求2所述的软体运动装置，其特征在于，所述第一气动组件包括第一空气泵、第一送气管和第二送气管，所述第一空气泵分别与所述第一送气管和所述第二送气管连接，所述第一送气管与所述第一气囊连接，所述第二送气管与所述第二气囊连接。

4.根据权利要求3所述的软体运动装置，其特征在于，所述第一气动组件还包括切换器，所述第一空气泵设置有吸气口和出气口，所述吸气口和所述出气口均与所述切换器连接，所述切换器分别与所述第一送气管和所述第二送气管连接，所述切换器用于将所述吸气口与所述第一送气管连通，并将所述出气口与所述第二送气管连通，所述切换器还用于将所述吸气口与所述第二送气管连通，并将所述出气口与所述第一送气管连通。

5.根据权利要求4所述的软体运动装置，其特征在于，所述切换器为两位四通电磁阀。

6.根据权利要求1所述的软体运动装置，其特征在于，所述运动段包括多个子单元，多个子单元依次连接，所述子单元内设置有单元空腔，多个所述单元空腔连通，且组合形成所述运动空腔。

7.根据权利要求6所述的软体运动装置，其特征在于，所述子单元包括第一半体和第二半体，所述第一半体和所述第二半体一体成型，且组合形成所述单元空腔，所述第一半体靠近地面设置，所述第二半体远离地面设置。

8.根据权利要求7所述的软体运动装置，其特征在于，所述第一半体的硬度大于所述第二半体的硬度。

9.根据权利要求1所述的软体运动装置，其特征在于，所述导向段远离所述运动段的一端靠近地面的一侧设置有第一防滑垫，所述运动段远离所述导向段的一端靠近地面的一侧设置有第二防滑垫。

10.一种软体机器人，其特征在于，包括机器人本体和软体运动装置，所述机器人本体安装于所述软体运动装置上，所述软体运动装置包括气动机构和软体运动件，所述软体运动件包括一体成型的导向段和运动段，所述导向段内间隔设置有第一气囊和第二气囊，所述气动机构分别与所述第一气囊和所述第二气囊连通，所述导向段用于在所述气动机构向所述第一气囊充气并吸收所述第二气囊内的气体时向第一方向弯曲，所述导向段还用于在所述气动机构向所述第二气囊充气并吸收所述第一气囊内的气体时向第二方向弯曲，所述运动段内设置有运动空腔，所述气动机构与所述运动空腔连通，所述运动段用于在所述气动机构吸收所述运动空腔内的气体时折弯，所述运动段还用于在所述气动机构向所述运动空腔充气时伸直。