CN217751445U - 一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人，包括柔性外壳，柔性外壳内设置有密封腔，密封腔内填充有基液，密封腔内部的两端分别固定安装有一号电磁组件和二号电磁组件，密封腔的内部还设置有电控盒，电控盒安装有用于提供电源的电池、用于控制一号电磁组件和二号电磁组件开闭的电路和控制芯片以及用于收发信号的无线传输模块；本实用新型通过柔性外壳作为柔性机器人的外壳，并通过填充于柔性外壳内的基液作为柔性机器人的支撑骨架，可使机器人在复杂环境中发生相应的柔性形变，从而便于机器人在复杂环境下使用；且通过设置于柔性机器人内部的电磁组件驱动机器人移动，可使驱动结构更加小巧，从而缩小机器人的整体体积。

Description

一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人

技术领域

本实用新型涉及软体机器人技术领域，尤其涉及一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人。

背景技术

软体机器人技术近年来发展迅速，应用领域不断扩展，涉及医疗、探索、救援、军事等等方面。相对于传统的由刚性模块构成的机器人，软体机器人具有极高的自由度和变形能力，可以在有效简化制备过程、降低结构复杂性的同时实现比传统机器人更多样的运动模式，且对复杂环境具有更好的适应能力。当软体机器人的尺寸进一步下降(纳米到厘米级)，其可以进入更多狭窄甚至封闭的环境中进行作业，使得机器人对于管道、山体或是废墟中的探索搜救，生物体内部检测治疗等成为可能。

目前的软体机器人一般还通过微型电机、液压等驱动移动，其驱动机构会限制软体机器人的体积和变形能力，进而限制了软体机器人在复杂环境下的使用。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型目的在于克服上述现有技术之不足而提供了一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人，包括柔性外壳，所述柔性外壳内设置有密封腔，所述密封腔内填充有基液，所述密封腔内部的两端分别固定安装有一号电磁组件和二号电磁组件，所述密封腔的内部还设置有电控盒，所述电控盒安装有用于提供电源的电池、用于控制一号电磁组件和二号电磁组件开闭的电路和控制芯片以及用于收发信号的无线传输模块。

进一步的，所述一号电磁组件和二号电磁组件均包括有中心电磁铁以及分别设置于所述中心电磁铁上下端的上电磁铁和下电磁铁。

进一步的，所述一号电磁组件和二号电磁组件还包括有分别设置于所述中心电磁铁左右两侧的左电磁铁和右电磁铁。

进一步的，所述中心电磁铁、上电磁铁、下电磁铁、左电磁铁以及右电磁铁均贴装于所述密封腔的内壁上，且相邻电磁铁之间留有间隙。

进一步的，所述一号电磁组件和二号电磁组件连接有柔性连接绳，所述电控盒连接安装于所述柔性连接绳上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过柔性外壳作为柔性机器人的外壳，并通过填充于柔性外壳内的基液作为柔性机器人的支撑骨架，可使机器人在复杂环境中发生相应的柔性形变，从而便于机器人在复杂环境下使用；且通过设置于柔性机器人内部的电磁组件驱动机器人移动，可使驱动结构更加小巧，从而缩小机器人的整体体积，有利于机器人在复杂狭窄环境下使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型电磁组件组件的结构示意图；

图3为本实用新型电磁铁的控制电路图；

附图标记：1、柔性外壳；2、密封腔；3、基液；4、一号电磁组件；5、二号电磁组件；6、电控盒；7、柔性连接绳；8、中心电磁铁；9、上电磁铁；10、下电磁铁；11、左电磁铁；12、右电磁铁。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图3所示，本实用新型所述的一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人，包括柔性外壳1，所述柔性外壳1内设置有密封腔2，所述密封腔2内填充有基液3，所述密封腔2内部的两端分别固定安装有一号电磁组件4和二号电磁组件5，所述密封腔2的内部还设置有电控盒6，所述电控盒6安装有用于提供电源的电池、用于控制一号电磁组件4和二号电磁组件5开闭的电路和控制芯片以及用于收发信号的无线传输模块，其中，基液3最为柔性机器人的骨架，对柔性外壳1进行液压支撑，电池采用纽扣电池，并通过电磁铁控制电路与一号电磁组件4和二号电磁组件5连接，控制芯片采用ARM芯片，无线传输模块采用蓝牙模块，机器人工作时，控制芯片通过蓝牙模块与外界控制系统信号连接，并根据控制信号接通电磁铁控制电路，使得一号电磁组件4和二号电磁组件5通电产生磁场，此时一号电磁组件4和二号电磁组件5在磁场作用下相互排斥外移，进而将柔性外壳1支撑伸长，之后再将一号电磁组件4和二号电磁组件5断电消磁，此时一号电磁组件4与二号电磁组件5之间斥力消失，柔性外壳1在自身弹性作用下复位收缩，以此往复，使得柔性外壳1在往复伸长收缩过程中逐渐前移，从而实现机器人的移动。

所述一号电磁组件4和二号电磁组件5均包括有中心电磁铁8以及分别设置于所述中心电磁铁8上下端的上电磁铁9和下电磁铁10，当一号电磁组件4和二号电磁组件5通电产生磁场时，首先将一号电磁组件4和二号电磁组件5的中心电磁铁8进行通电，同时将一号电磁组件4和二号电磁组件5中分别只开启上电磁铁9和下电磁铁10，此时二号电磁组件5对一号电磁组件4产生向前和向上方向的斥力，进而可使柔性外壳1的前端向上略微抬起，而其后侧端任处于接地状态作为移动锚点，而当柔性外壳1向前伸长一定长度后，先将上电磁铁9和下电磁铁10断电消磁，使得柔性外壳1仅受中心电磁铁8的斥力作用，从而地面恢复平直状态，之后分别开启一号电磁组件4和二号电磁组件5的下电磁铁10和上电磁铁9，使得柔性外壳1的后侧端在磁铁斥力作用下向上翘起，而此时柔性外壳1前端接地作为锚点，最后将一号电磁组件4和二号电磁组件5内的电磁铁全部逐渐断电消磁，使得柔性外壳1在自身复位作用下向前端接地处逐渐收缩，直至柔性外壳1完全复位并接地，则完成机器人的一个前移形成。

所述一号电磁组件4和二号电磁组件5还包括有分别设置于所述中心电磁铁8左右两侧的左电磁铁11和右电磁铁12，中心电磁铁8、上电磁铁9和下电磁铁10配合驱动机器人前移时，可根据上电磁铁9和下电磁铁10的错位驱动原理，将一号电磁组件4和二号电磁组件5中的左电磁铁11和右电磁铁12错位开启，从而可通过左电磁铁11和右电磁铁12之间的斥力驱动柔性外壳1向左侧或右侧进行弯折转向，从而实现机器人的转向驱动。

所述中心电磁铁8、上电磁铁9、下电磁铁10、左电磁铁11以及右电磁铁12均贴装于所述密封腔2的内壁上，且相邻电磁铁之间留有间隙，使得相邻电磁铁之间不会限位抵接，进而使得当柔性外壳1伸缩形变时，相邻电磁铁之间有一定的折叠角度，从而方便机器人整体柔性变形，使机器人可更适用于复杂环境。

所述一号电磁组件4和二号电磁组件5连接有柔性连接绳7，所述电控盒6连接安装于所述柔性连接绳7上，柔性连接绳7可对电控盒6进行柔性限位，防止电控盒6在基液3内随意游荡。

本实用新型通过柔性外壳1作为柔性机器人的外壳，并通过填充于柔性外壳内的基液3作为柔性机器人的支撑骨架，可使机器人在复杂环境中发生相应的柔性形变，从而便于机器人在复杂环境下使用；且通过设置于柔性机器人内部的电磁组件驱动机器人移动，可使驱动结构更加小巧，从而缩小机器人的整体体积，有利于机器人在复杂狭窄环境下使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人，包括柔性外壳(1)，其特征在于：所述柔性外壳(1)内设置有密封腔(2)，所述密封腔(2)内填充有基液(3)，所述密封腔(2)内部的两端分别固定安装有一号电磁组件(4)和二号电磁组件(5)，所述密封腔(2)的内部还设置有电控盒(6)，所述电控盒(6)安装有用于提供电源的电池、用于控制一号电磁组件(4)和二号电磁组件(5)开闭的电路和控制芯片以及用于收发信号的无线传输模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人，其特征在于：所述一号电磁组件(4)和二号电磁组件(5)均包括有中心电磁铁(8)以及分别设置于所述中心电磁铁(8)上下端的上电磁铁(9)和下电磁铁(10)。

3.根据权利要求2所述的一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人，其特征在于：所述一号电磁组件(4)和二号电磁组件(5)还包括有分别设置于所述中心电磁铁(8)左右两侧的左电磁铁(11)和右电磁铁(12)。

4.根据权利要求3所述的一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人，其特征在于：所述中心电磁铁(8)、上电磁铁(9)、下电磁铁(10)、左电磁铁(11)以及右电磁铁(12)均贴装于所述密封腔(2)的内壁上，且相邻电磁铁之间留有间隙。

5.根据权利要求1所述的一种基于静水骨骼机理特性的仿生软体机器人，其特征在于：所述一号电磁组件(4)和二号电磁组件(5)连接有柔性连接绳(7)，所述电控盒(6)连接安装于所述柔性连接绳(7)上。

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