[發明專利]一種三自由度軟機器人及其驅動方法

有效

• 申請號: 201910261650.4
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN110065060B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 許明;何龍;陳國金
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B25J9/14
• 分類號: B25J9/14
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種三自由度軟機器人，包括移動組件和驅動組件；其特征在于：所述的移動組件包括移動殼、基座、第一移動座、第二移動座、第三移動座、第四移動座、導向軸、第一滾筒和第二滾筒；基座固定在移動殼內；所述的基座上支承有四個第一滾筒；四個第一滾筒沿基座中心軸線的周向均布；第一移動座、第二移動座、第三移動座、第四移動座均設置在基座上且沿基座中心軸線的周向均布；第一移動座、第二移動座、第三移動座、第四移動座上均支承有第二滾筒；四個第一滾筒與四個第二滾筒分別對齊；第一滾筒的軸線與對應第二滾筒的軸線相互平行；

所述的驅動組件包括固定殼、換向閥、第一電機、第二電機、第三電機、第四電機、卷筒、第一溢流閥、第二溢流閥、氣源和條狀氣管；四根卷筒均支承在固定殼上，且與四根第二滾筒分別對應；四根卷筒由第一電機、第二電機、第三電機、第四電機分別驅動；條狀氣管的進氣端安裝有氣嘴；四根條狀氣管的進氣端均與固定殼固定，繞卷端分別纏繞在四根卷筒上；四根條狀氣管分別穿過對應的第一滾筒與第二滾筒之間的縫隙，并繞過對應的第二滾筒；所述第一溢流閥的進氣口與氣源的出氣口連通；換向閥的進氣口與氣源的出氣口連通，回氣口與第二溢流閥的進氣口連通，工作氣口與四根條狀氣管上的氣嘴均連通。

2.根據權利要求1所述的一種三自由度軟機器人，其特征在于：所述的第一移動座、第二移動座、第三移動座、第四移動座均與基座構成滑動副；第一移動座、第二移動座、第三移動座、第四移動座的滑動方向與對應的第二滾筒的軸線方向垂直；基座上開設有與第一移動座、第二移動座、第三移動座、第四移動座分別對應的四個螺紋孔；四根調節螺栓分別穿過第一移動座、第二移動座、第三移動座、第四移動座，并與四個螺紋孔分別螺紋連接；四根調節螺栓的軸線與第一移動座、第二移動座、第三移動座、第四移動座的滑動方向分別平行。

3.根據權利要求1所述的一種三自由度軟機器人，其特征在于：所述的第一電機、第二電機、第三電機、第四電機均固定在固定殼上，且輸出軸與四根卷筒分別固定。

4.根據權利要求1所述的一種三自由度軟機器人，其特征在于：所述的條狀氣管為兩端封閉的橡膠管。

5.根據權利要求1所述的一種三自由度軟機器人，其特征在于：所述的換向閥采用型號為3V210-08的二位三通的電磁閥。

6.如權利要求1所述的一種三自由度軟機器人的驅動方法，其特征在于：包括前后驅動方法和偏轉驅動方法；

前后驅動方法具體如下：

當需要移動組件前進時，換向閥切換至四根條狀氣管與氣源連通的狀態，實現對四個條狀氣管的同步充氣；同時，第一電機、第二電機、第三電機、第四電機同步正轉，釋放條狀氣管；四根條狀氣管膨脹推動移動組件前進；

當需要移動組件后退時，換向閥切換至四根條狀氣管與第二溢流閥連通的狀態；第一電機、第二電機、第三電機、第四電機同步反轉，使得四根條狀氣管分別纏繞上四根卷筒；使得四根條狀氣管拉動移動組件后退；四根條狀氣管內的氣體通過對應的第二溢流閥釋放；第二溢流閥保持四根條狀氣管內的氣壓穩定，使得條狀氣管的放氣的過程中保持緊繃；

偏轉驅動方法如下：

步驟一、四個換向閥切換至四根條狀氣管均與氣源連通的狀態；

步驟二、若移動組件需要向左偏轉，則第三電機正轉，第四電機反轉，使得與第三電機對應的條狀氣管被釋放，與第四電機對應的條狀氣管纏繞上對應的卷筒，使得移動組件向左偏轉；

若移動組件需要向右偏轉，則第四電機正轉，第三電機反轉，使得與第四電機對應的條狀氣管被釋放，與第三電機對應的條狀氣管纏繞上對應的卷筒，使得移動組件向右偏轉；

若移動組件需要向上偏轉，則第二電機正轉，第一電機反轉，使得與第二電機對應的條狀氣管被釋放，與第一電機對應的條狀氣管纏繞上對應的卷筒；使得移動組件向上偏轉；

若移動組件需要向下偏轉，則第一電機正轉，第二電機反轉，使得與第一電機對應的條狀氣管被釋放，與第二電機對應的條狀氣管纏繞上對應的卷筒；使得移動組件向下偏轉。