[發明專利]一種新型螺旋狀的仿生記憶合金機器人及制作方法

有效

• 申請號: 201810959474.7
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN108974167B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 吳羽;肖俊龍;胡威;黃文愷;許志鵬;黃伙球;黃聲;李志強
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;林梅繁

本發明屬于機器人技術領域，為螺旋狀的仿生記憶合金機器人及制作方法，機器人結構包括頭部、角位移裝置、板塊和尾部；板塊設有兩個，一個板塊與頭部連接，另外一個板塊與尾部連接，兩個板塊之間連接角位移裝置；頭部、尾部均呈螺旋狀且外表均設有突兀，外表的空腔內設有形狀記憶合金片。本發明驅動穩定，結構簡單，能夠克服多種地形并能夠利用斜坡滾動，使機器人快速到達目的地，而位于頭部的攝像頭和LED模塊使機器人能夠在黑暗的環境下捕捉環境信息。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，具體涉及一種用于陸地多環境下的新型螺旋狀的仿生記憶合金機器人及制作方法。

背景技術

在國內，西北工業大學申請的專利申請號為201510244090.3(公開號為CN104859732A，2015年8月26日公開)，名稱為“一種仿蠕蟲運動裝置”發明專利中，所公開的仿蠕蟲裝置速度快、動力足，但是以活塞運動為基礎，使得裝置的適應性差，能耗大。在上海大學申請的專利申請號為201610386602.4(公開號為CN105881493A,2016年8月24日公開)，名稱為“一種環足式微型機器人”的發明專利中，機器人單靠伸縮段控制，前進緩慢，且正方形的身體無法適應多種環境。上海交通大學還申請了有關磁動多節蠕動機器人的專利，依靠電磁鐵的相互排斥吸引來前進。

在國外，以色列古里昂大學的研究人員研制了SAW機器人，能在水面上游動；塔夫茨大學的小組研發了采用硅氧橡膠制成一種體長僅10厘米的蠕蟲機器人；2018年Yamazaki等人在美國Advanced?Robotics發表了關于在蚯蚓運動激勵下窄管道巡檢機器人蠕動爬行運動向形態學變化的論文；在2018年1月份，外媒The?Verge報道了濕度蠕動機器人，僅靠空氣的濕度差就能夠驅動前進。

傳統的機器人用電動、氣動的方式進行驅動，速度上有很大的優勢，但是適應性差，且功率大，結構復雜，噪聲大，不適合在野外進行勘測。而近年來新研發的新型驅動材料機器人，雖然有結構簡單、易于隱匿的特點，但是行動緩慢，技術尚未成熟。相比之下，記憶合金作為一種一直在機器人、航空航天等領域備受關注的材料，無論在驅動方面，還是在不同環境下的運動方面，均能夠承擔在野外進行勘察的任務。

發明內容

為了解決現有技術所存在的問題，本發明提供一種新型螺旋狀的仿生記憶合金機器人，能夠適應并利用野外的不同環境進行野外勘測，驅動穩定，結構簡單。

本發明還提供一種新型螺旋狀的仿生記憶合金機器人的制作方法。

本發明機器人采用以下技術方案來實現：一種新型螺旋狀的仿生記憶合金機器人，包括頭部、角位移裝置、板塊和尾部；板塊設有兩個，一個板塊與頭部連接，另外一個板塊與尾部連接，兩個板塊之間連接角位移裝置；頭部、尾部均呈螺旋狀且外表均設有突兀，外表的空腔內設有形狀記憶合金片。

優選地，所述形狀記憶合金片纏繞電阻絲。

優選地，所述頭部上設有用于放置攝像頭和LED燈的球體。

優選地，所述頭部、突兀、板塊和尾部都由硅膠灌膠制作。

優選地，所述角位移裝置包括至少一個SMA彈簧，SMA彈簧的兩端分別與兩個板塊連接。

本發明機器人的制作方法，包括以下步驟：

S1、建模，將螺旋狀的頭部與板塊一體成模，建模時設置空腔，外面設置突兀，把頭部模具分成兩半并3D打印；再建模等體積縮放的頭部與板塊一體化實體，打印；然后均勻涂上凡士林脫模劑，把兩半合在一起，并把等體積縮放的一體化實體固定在兩半上，倒入硅膠后加熱，脫模；

S2、采用所述步驟S1制作尾部；

S3、把模具拆開后，拿出制作好的頭部和尾部的整體實物，再分割成兩半；然后把形狀記憶合金片纏繞固定好電阻絲，測試完畢后，把形狀記憶合金片放置于頭部和尾部的整體實物中，把頭部、尾部的兩半粘合。