[發明專利]一種氣動仿生軟體爬行機器人

在審

• 申請號: 201810237299.0
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108263504A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 劉海成
• 申請（專利權）人: 劉海成
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02;B25J11/00;B62D57/024;F16L55/38
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

1.一種氣動仿生軟體爬行機器人，其特征在于：氣動仿生軟體機器人主要分為前拉伸致動器(1)、中段連接器(2)和后拉伸致動器(3)，中段連接器(2)粘結在前拉伸致動器(1)和后拉伸致動器(3)之間；前拉伸致動器(1)與后拉伸致動器(3)的結構相同；氣動仿生軟體機器人的前后兩段主要的功能組件為拉伸致動器，允許獨立控制軟體機器人前后段屈曲；拉伸致動器本體內部包括相互獨立封閉的三路氣道，分為靠近上部的上氣道，以及下部的左氣道與右氣道，每一氣道都包含若干相互間隔的主氣室與次氣室，互相連通；拉伸致動器下部對稱分布有楔形足，楔形足上粘結有仿生腳墊。

2.根據權利要求1所述的氣動仿生軟體爬行機器人，其特征在于：前拉伸致動器(1)下部對稱分布有AA楔形足(14)、AB楔形足(15)；前拉伸致動器(1)本體內部包括相互獨立封閉的三路氣道，分為靠近上部的第一氣道(11)，以及下部的第二氣道(12)與第三氣道(13)；第一氣道(11)由第一氣道主氣室(111)與第一氣道次氣室(112)間隔組成；第二氣道(12)由第二氣道主氣室(121)與第二氣道次氣室(122)間隔組成；第三氣道(13)由第三氣道主氣室(131)與第三氣道次氣室(132)間隔組成。

3.根據權利要求1所述的氣動仿生軟體爬行機器人，其特征在于：后拉伸致動器(3)下部對稱分布有BA楔形足(34)、BB楔形足(35)；后拉伸致動器(3)本體的內部設有相互獨立的三路氣道，按順時針依次為第七氣道(31)、第八氣道(32)和第九氣道(33)，第八氣道(32)與第九氣道(33)內部結構相同；第七氣道(31)由第七氣道主氣室與第七氣道次氣室間隔組成；第八氣道(32)由第八氣道主氣室與第八氣道次氣室間隔組成；第九氣道(33)由第九氣道主氣室與第九氣道次氣室間隔組成。

4.根據權利要求1所述的氣動仿生軟體爬行機器人，其特征在于：中段連接器(2)上部設有導氣連接頭(7)，中段連接器(2)的下部未設有楔形足；中段連接器(2)的本體上設有第四氣道(21)、第五氣道(22)和第六氣道(23)，第五氣道(22)和第六氣道(23)位于第四氣道(21)的下方兩側。

5.根據權利要求1所述的氣動仿生軟體爬行機器人，其特征在于：仿生腳墊(4)由仿生腳墊基底(41)與仿生腳墊剛毛(42)構成，兩者為同一材質。

6.根據權利要求5所述的氣動仿生軟體爬行機器人，其特征在于：仿生腳墊剛毛(42)為直徑10μm，長度50μm的傾斜圓柱體陣列，每個單元結構的間距是50μm；剛毛切線方向與腳墊基底的傾斜夾角為15度～60度。

7.根據權利要求1所述的氣動仿生軟體爬行機器人，其特征在于：由前拉伸致動器(1)、中段連接器(2)和后拉伸致動器(3)順次粘結固定構成單節爬行機器人。

8.根據權利要求1所述的氣動仿生軟體爬行機器人，其特征在于：由第一節拉伸致動器、第一節中段連接器、第二節拉伸致動器、第二節中段連接器、第三節拉伸致動器串聯粘結固定構成多節爬行機器人。

9.一種加工權利要求1所述的氣動仿生軟體爬行機器人的仿生腳墊(4)的方法，其特征在于：仿生腳墊(4)由高分子材料澆筑固化而成，首先利用硅刻蝕、激光加工等微納加工方式制作高精度模板(5)，然后將高分子材料倒入模具中進行預固化，之后脫模，沿徑向對剛毛施加剪切力直至完全固化成型。

10.根據權利要求1所述的氣動仿生軟體爬行機器人，其特征在于：調整拉伸致動器內三個氣道內氣室壓力，達到機器人的彎曲、扭轉運動。