[實用新型]軟體機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721111667.4
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN207157327U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 徐豐羽;李劍
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 石艷紅

技術領域

本實用新型涉及機器人研究領域，特別是一種軟體機器人。

背景技術

在機器人研究領域，已經(jīng)不再僅僅要求機器人具有更大負載能力，更大剛度，更高的精度，更要求機器人具有較好的柔性及復雜環(huán)境的適應能力。這種對復雜環(huán)境的適應性是目前的基于剛體的機器人無法實現(xiàn)的。

對于復雜環(huán)境的探索，一直是機器人領域研究的熱點。對于像高壓輸電塔等復雜桿系的攀爬一直都是難點。目前的技術方案大都采用的是基于剛體理論的機器人機構，但是由于其靈活性方面的不足，因此距離取得實際應用還很遠。

針對此問題，本實用新型研發(fā)了一種柔性多爪攀爬機構，有望以一種全新的思路和方法解決復雜桿系的攀爬難題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，而提供一種軟體機器人，該軟體機器人對像高壓輸電塔等復雜桿系具有很強的環(huán)境適應能力，通過變剛度原理，既具有較大靈活性，能根據(jù)復雜桿系中桿體位置，快速改變自身形狀，并與相應桿體相匹配；又具有較大剛性，當與相應桿體相匹配后，通過變剛度，使外柔手臂與桿體實現(xiàn)抓握，使得機器人向上攀爬。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種軟體機器人，包括真空泵和兩爪機構，兩爪機構包括剛性關節(jié)和兩只外柔手臂；兩只外柔手臂的一端均與剛性關節(jié)固定連接。

每只外柔手臂均包括若干個相互串聯(lián)的單元模塊。

每個單元模塊均包括內(nèi)柔性骨架、氣管、外柔性層、堵塞機構、形變堵頭和堵塞堵頭。

內(nèi)柔性骨架具有中心通孔，位于中心通孔外周的內(nèi)柔性骨架上沿周向均布有若干個形變孔。

外柔性層包覆在內(nèi)柔性骨架的外周。

每個形變孔的兩端各密封填充一個形變堵頭。

堵塞機構固定在中心通孔內(nèi)，堵塞機構包括支撐骨架、彈性連接繩索，大球顆粒、小球顆粒、收緊彈簧和密封薄膜。

位于堵塞機構兩端的中心通孔內(nèi)各填充一個堵塞堵頭。

支撐骨架為對稱結(jié)構，支撐骨架的數(shù)量為若干個，彈性連接繩索依次從每個支撐骨架的對稱中心穿過，且彈性連接繩索的兩端分別與兩個堵塞堵頭固定連接。

相鄰兩個支撐骨架之間均具有容納腔；大球顆粒以彈性連接繩索為中心，沿周向均布在容納腔內(nèi)，且大球顆粒之間均通過收緊彈簧相連接；小球顆粒填充在容納腔的剩余空間內(nèi)。

密封薄膜包覆在支撐骨架和小球顆粒的外周。

堵塞機構和每個形變孔內(nèi)均各設置有一根氣管，所有氣管均與真空泵相連接。

相鄰兩個單元模塊之間通過共用的堵塞堵頭和形變堵頭形成固定連接。

通過對各個單元模塊中若干個形變孔內(nèi)氣體壓力的控制，能實現(xiàn)對相應單元模塊的拉伸、壓縮或彎曲；通過對堵塞機構的吸真空操作，能使堵塞機構由柔性轉(zhuǎn)變?yōu)閯傂誀顟B(tài)，從而能適應復雜桿系中桿體的攀爬。

還包括外柔軀干，兩爪機構的數(shù)量不少于兩個，相鄰兩個兩爪機構對稱設置在一個外柔軀干的兩端，且每個兩爪機構中的剛性關節(jié)均與外柔軀干的一端固定連接；外柔軀干也包括若干個相互串聯(lián)的單元模塊。

兩爪機構的數(shù)量為兩個，兩個兩爪機構和一個外柔軀干構成四爪攀爬機器人。

兩爪機構的數(shù)量為三個，外柔軀干的數(shù)量為兩個，三個兩爪機構和兩個外柔軀干構成六爪攀爬機器人。

每個單元模塊均還包括包裹層，包裹層包覆在外柔性層的外周。

每個單元模塊中的內(nèi)柔性骨架沿周向布設有三個形變孔。

內(nèi)柔性骨架為中空的圓柱體，每個形變孔均為弧形孔，每個弧形孔均與內(nèi)柔性骨架同心設置。

支撐骨架的形狀為菱形、橢圓形或雙曲線形。

密封薄膜的外周與中心通孔的內(nèi)壁相粘接固定。

本實用新型具有的有益效果是：

1、當每個單元模塊中的堵塞機構內(nèi)腔均為正常氣壓，也即不進行吸真空時，堵塞機構則具有柔性。此時，通過對內(nèi)柔性骨架的形變孔內(nèi)充入不同氣壓的氣體，則能實現(xiàn)單元模塊為壓縮、拉伸、彎曲的驅(qū)動狀態(tài)。因而，本實用新型中的外柔手臂和外柔軀干均具有柔性，能對像高壓輸電塔等復雜桿系具有很強的環(huán)境適應能力，靈活性強，能根據(jù)復雜桿系中桿體位置，快速改變自身形狀，并使軟體手臂自由端與相應桿體相匹配，也即能與相應桿體形成抱合狀態(tài)，為攀爬做準備。