[發明專利]一種能量回收型無線軟體機器人及運動方法

在審

• 申請號: 201910012140.3
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109533070A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 閆英博;劉益倫;劉思雨
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種能量回收型無線軟體機器人，其特征在于：包括基底平面(5)，設置在基底平面(5)底部的柔性足部(1)，設置在基底平面(5)頂部的供電模塊(4)，設置在供電模塊(4)兩側的能量轉換裝置(2)，設置在供電模塊(4)頂部的控制模塊(3)所述能量轉換裝置(2)位于柔性足部(1)上部的兩旁；

所述柔性足部(1)由單列或多列與基底平面(5)成一定角度的片層結構組成；

所述能量轉換裝置(2)用于將多種能量轉換為振動能；

所述控制模塊(3)為無線控制模塊，通過無線的方式來控制軟體機器人整個電路的通斷以及電流大??；

供電模塊(4)用于為能量轉換裝置(2)和控制模塊(3)供電。

2.根據權利要求1所述的一種能量回收型無線軟體機器人，其特征在于：所述柔性足部(1)的材料采用橡膠、硅膠或PDMS柔性材料，或采用變剛度材料。

3.根據權利要求1所述的一種能量回收型無線軟體機器人，其特征在于：組成柔性足部(1)的片層結構的尺寸參數以及其與基底平面(5)的夾角大小會影響軟體機器人的運動性能；但無論片層結構的尺寸參數是多少，在柔性足部(1)的片層結構與基底平面的夾角不為直角時，只要能量轉換裝置(2)所產生的驅動力足夠大，軟體機器人均能夠實現運動，而且夾角為銳角時與夾角為鈍角時軟體機器人的運動方向相反。

4.根據權利要求1所述的一種能量回收型無線軟體機器人，其特征在于：所述能量轉換裝置(2)激勵的區域，激勵幅值的大小以及柔性足部(1)的分布結構會影響軟體機器人的運動方式。

5.根據權利要求1所述的一種能量回收型無線軟體機器人，其特征在于：所述能量轉換裝置(2)為激振器、電機或響應性智能材料。

6.根據權利要求5所述的一種能量回收型無線軟體機器人，其特征在于：所述響應性智能材料為聲響應性材料、光響應性材料或磁響應性材料。

7.根據權利要求1所述的一種能量回收型無線軟體機器人，其特征在于：所述多種能量為電能、光能或聲能。

8.根據權利要求1所述的一種能量回收型無線軟體機器人，其特征在于：所述控制模塊(3)的頂部設置攝像頭(6)，用于地形勘測以及監控和探查。

9.權利要求1至8任一項所述的一種能量回收型無線軟體機器人的運動方法，其特征在于：能量轉換裝置(2)激勵的區域,激勵幅值的大小以及柔性足部(1)的分布結構會影響軟體機器人的運動方式；通過控制模塊(3)調控，當兩個能量轉換裝置(2)同時工作時，軟體機器人會產生一個向前的運動行為；而如果只有一側的能量轉換裝置(2)工作時，會對軟體機器人整體產生一個非對稱驅動力，從而產生一個轉彎的運動行為，通過調節激勵幅值的大小調節軟體機器人轉彎運動的幅度；

當軟體機器人受到能量轉換裝置(2)向下作用后，柔性足部(1)與地面接觸并發生顯著的彎曲變形，這個過程中軟體機器人整體的動能以及重力勢能轉化為了柔性足部(1)的彈性變形能，在軟體機器人受到能量轉換裝置(2)向上的作用時，軟體機器人對地面的壓力減小，摩擦力降低，從而產生了一個向前的運動行為，同時在這一過程中柔性足部(1)的彈性勢能又轉化為了軟體機器人整體的動能；因此當能量轉換裝置(2)開始工作產生一定的振動并作用于柔性足部(1)時，軟體機器人整體在勢能與動能的不斷回收轉化中實現快速敏捷的運動行為；由于柔性足部(1)本身使用柔性材料，所以其不會對接觸面產生傷害，而且該柔性結構在多次使用后仍能保持其初始狀態，不存在硬機械機構中由于使用時間長而存在的疲勞、損傷和失效的問題。