[發明專利]一種可螺旋變形的軟體機器人

有效

• 申請號: 201910051147.6
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109732588B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李隆球;夏立宇;薛偉杰;周德開;宋文平;張廣玉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J9/14
• 分類號: B25J9/14
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理有限公司 11466
• 代理人: 張強

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種軟體機器人，特別是涉及一種可螺旋變形的軟體機器人，包括主體套筒、外表面變形機構、行程控制線、變形控制線和氣室，所述主體套筒的前端封閉，主體套筒的后端與氣室固定連接；所述外表面變形機構固定連接在主體套筒的筒面上；所述行程控制線位于主體套筒內部，行程控制線的一端與主體套筒內部的前端固定連接，行程控制線的另一端固定連接在氣室內；所述變形控制線位于主體套筒外部，變形控制線的一端與主體套筒外部的前端固定連接，變形控制線的另一端穿出外表面變形機構。本發明采用線、氣雙驅動控制，以實現長距運動與螺旋變形，環境適應性好，靈活性強，結構簡單易于加工制造。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種軟體機器人，特別是涉及一種可螺旋變形的軟體機器人。

背景技術

在現實生活中，存在一種封閉空間，其外部通道尺度較小，多為狹小縫隙；而內部空間尺度較大。人們需要在不破壞外部結構的情況下對其內部作業。具體實例如地質勘探、自然災害廢墟中的搶險救災、盲孔等特殊結構的清潔、越障抓捕等工作。

對于極端場景下的任務要求，通常采用機器人代替人工的方式來完成。目前，剛性機器人已在多個領域得到了廣泛的應用，但仍存在環境適應性差、靈活性不足、結構復雜等問題，尤其是難以適應上述變尺度工作。

發明內容

本發明的目的是提供一種可螺旋變形的軟體機器人，采用線、氣雙驅動控制，以實現長距運動與螺旋變形，環境適應性好，靈活性強，結構簡單易于加工制造。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種可螺旋變形的軟體機器人，包括主體套筒、外表面變形機構、行程控制線、變形控制線和氣室，所述主體套筒的前端封閉，主體套筒的后端與氣室固定連接；所述外表面變形機構固定連接在主體套筒的筒面上；所述行程控制線位于主體套筒內部，行程控制線的一端與主體套筒內部的前端固定連接，行程控制線的另一端固定連接在氣室內；所述變形控制線位于主體套筒外部，變形控制線的一端與主體套筒外部的前端固定連接，變形控制線的另一端穿出外表面變形機構。

所述主體套筒呈圓柱體形，主體套筒由柔性塑料制成。

所述外表面變形機構由若干短管排列而成；各短管軸向相對，各短管之間間隔設置，相對存在一定距離；各短管皆固定連接在主體套筒的筒面上；所述變形控制線的中端穿過各短管的內側。

所述短管為硬質短管。

所述外表面變形機構內部的若干短管的軸線相連形成一條沿主體套筒外表面盤旋而上的螺旋線，該螺旋線自主體套筒后端延伸至主體套筒前端。

所述氣室包括密封盒、軸、把手、入氣接口和出氣接口；所述軸的中端轉動配合連接在密封盒上，軸的內端位于密封盒內，行程控制線固定并纏繞在軸上；所述軸的外端固定連接把手；所述密封盒的一端設有入氣接口，入氣接口與氣泵密封連接；所述密封盒的另一端設有出氣接口，出氣接口與主體套筒的后端密封連接，出氣接口與主體套筒之間采用膠結或其他形式的連接方式，保證密封性能良好。

所述軸與密封盒連接的軸承處采用機械密封。

本發明的有益效果為：本發明的一種可螺旋變形的軟體機器人，采用線、氣雙驅動控制，以實現長距運動與螺旋變形，環境適應性好，靈活性強，結構簡單易于加工制造。本發明的軟體機器人本體材料具有柔性，可通過收縮變形適應小尺度通道，也可通過蜷曲變形形成大尺度功能性結構，為彌補傳統剛性機器人的缺陷提供了良好的解決途徑。

本發明的優點在于：

1.擁有柔性的主體套筒，可適應小尺度通道；

2.擁有較大工作空間，其行程長度由主體套筒的長度決定；

3.其可以通過線驅動完成螺旋變形與回收，以適應可能的作業要求，操作較為便捷。