[發(fā)明專利]一種摩擦式移動(dòng)軟機(jī)器人及其驅(qū)動(dòng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910611615.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110525531B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許明;何龍;陳國(guó)金
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D57/02
• 分類號(hào): B62D57/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種摩擦式移動(dòng)軟機(jī)器人，包括端部致動(dòng)器、中間致動(dòng)器和氣路部分；所述的端部致動(dòng)器包括外殼體和端部座；中間致動(dòng)器包括中間氣囊和第二限位環(huán)；中間氣囊呈柱狀；中間氣囊上套置有依次間隔排列的多個(gè)第二限位環(huán)；所述的氣路部分包括氣源和通斷閥；其特征在于：所述的端部致動(dòng)器還包括彈簧、端部氣囊、第一限位環(huán)和墊塊；兩個(gè)端部座并排設(shè)置在外殼體內(nèi)，并與外殼體構(gòu)成滑動(dòng)副；兩個(gè)端部座之間、兩個(gè)端部座與外殼體的對(duì)應(yīng)內(nèi)側(cè)壁之間均通過(guò)彈簧連接；

所述的端部氣囊呈柱狀；端部氣囊上套置有依次間隔排列的多個(gè)第一限位環(huán)；端部氣囊的頂端與端部座固定；端部氣囊的底端與墊塊固定；端部致動(dòng)器共有兩個(gè)；中間致動(dòng)器設(shè)置在兩個(gè)端部致動(dòng)器之間；中間氣囊共有兩個(gè)；兩個(gè)中間氣囊并排設(shè)置；兩個(gè)中間氣囊的一端與其中一個(gè)端部致動(dòng)器內(nèi)的兩個(gè)端部座分別固定，另一端與另一個(gè)端部致動(dòng)器內(nèi)的兩個(gè)端部座分別固定；

所述的氣路部分還包括換向閥和溢流閥；氣源的出氣口與溢流閥的進(jìn)氣口及四個(gè)換向閥的進(jìn)氣口連接；溢流閥的出氣口與外界環(huán)境連接；四個(gè)換向閥的回氣口與四個(gè)通斷閥的進(jìn)氣口分別連接；通斷閥的出氣口與外界環(huán)境連通；第一個(gè)換向閥與其中一個(gè)端部致動(dòng)器內(nèi)的端部氣囊連通；第二個(gè)換向閥、第三個(gè)換向閥與兩個(gè)中間氣囊分別連通；第四個(gè)換向閥與另一個(gè)端部致動(dòng)器內(nèi)的端部氣囊連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式移動(dòng)軟機(jī)器人，其特征在于：所述外殼體內(nèi)壁的頂面固定有滑軌；兩個(gè)端部座的頂面均固定有滑塊；兩個(gè)滑塊均與滑軌構(gòu)成滑動(dòng)副；滑軌的軸線方向與兩個(gè)端部座的排列方向平行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式移動(dòng)軟機(jī)器人，其特征在于：所述的墊塊采用橡膠材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式移動(dòng)軟機(jī)器人，其特征在于：還包括控制器；四個(gè)換向閥的控制輸入接口與控制器的四個(gè)第一控制輸出接口分別通過(guò)繼電器連接；四個(gè)通斷閥與控制器的四個(gè)第二控制輸出接口分別通過(guò)繼電器連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式移動(dòng)軟機(jī)器人，其特征在于：所述的氣源、換向閥、通斷閥、溢流閥均固定在其中一個(gè)端部致動(dòng)器的外殼體上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式移動(dòng)軟機(jī)器人，其特征在于：所述的氣源、換向閥、通斷閥、溢流閥及控制器均設(shè)置在獨(dú)立的控制盒內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦式移動(dòng)軟機(jī)器人，其特征在于：所述的換向閥采用型號(hào)為3V210-08的兩位三通電磁換向閥；通斷閥采用型號(hào)為2P025-06-08的兩位兩通電磁閥。

8.如權(quán)利要求1所述的一種摩擦式移動(dòng)軟機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于：包括直線驅(qū)動(dòng)方法和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)方法；

直線驅(qū)動(dòng)方法具體如下：

步驟一、兩個(gè)端部致動(dòng)器中，以靠近行進(jìn)方向的端部致動(dòng)器作為前端部致動(dòng)器；以遠(yuǎn)離行進(jìn)方向的端部致動(dòng)器作為后端部致動(dòng)器；氣源啟動(dòng)；后端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與進(jìn)氣口導(dǎo)通的狀態(tài)，后端部致動(dòng)器內(nèi)的端部氣囊充氣伸長(zhǎng)，使得后端部致動(dòng)器內(nèi)的墊塊與地面接觸；之后，后端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與回氣口導(dǎo)通；

步驟二、兩個(gè)中間氣囊對(duì)應(yīng)的換向閥同步切換至工作氣口與進(jìn)氣口導(dǎo)通的狀態(tài)，兩個(gè)中間氣囊充氣伸長(zhǎng)；中間氣囊推動(dòng)前端部致動(dòng)器向前運(yùn)動(dòng)；

步驟三、前端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與進(jìn)氣口導(dǎo)通的狀態(tài)，前端部致動(dòng)器內(nèi)的端部氣囊充氣伸長(zhǎng)，使得前端部致動(dòng)器內(nèi)的墊塊與地面接觸；后端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的通斷閥導(dǎo)通，后端部致動(dòng)器內(nèi)的端部氣囊排氣縮短，使得后端部致動(dòng)器內(nèi)的墊塊懸空；之后，前端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與回氣口導(dǎo)通的狀態(tài)，后端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的通斷閥截止；

步驟四、兩個(gè)中間氣囊對(duì)應(yīng)的通斷閥同步導(dǎo)通，兩個(gè)中間氣囊排氣縮短；中間氣囊拉動(dòng)后端部致動(dòng)器向前運(yùn)動(dòng)；中間氣囊縮短至極限狀態(tài)后，兩個(gè)中間氣囊對(duì)應(yīng)的通斷閥同步截止；

步驟五、后端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與進(jìn)氣口導(dǎo)通的狀態(tài)，后端部致動(dòng)器內(nèi)的端部氣囊充氣伸長(zhǎng)，使得后端部致動(dòng)器內(nèi)的墊塊與地面接觸；前端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的通斷閥導(dǎo)通，前端部致動(dòng)器內(nèi)的端部氣囊排氣縮短，使得前端部致動(dòng)器內(nèi)的墊塊懸空；前端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的通斷閥截止；

步驟六、重復(fù)步驟二至五；

轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)方法如下：

步驟一、兩個(gè)端部致動(dòng)器中，以靠近行進(jìn)方向的端部致動(dòng)器作為前端部致動(dòng)器；以遠(yuǎn)離行進(jìn)方向的端部致動(dòng)器作為后端部致動(dòng)器；兩個(gè)中間氣囊中，以行進(jìn)方向左側(cè)的中間氣囊作為左側(cè)中間氣囊，以行進(jìn)方向右側(cè)的中間氣囊作為右側(cè)中間氣囊；氣源啟動(dòng)；

步驟二、后端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與進(jìn)氣口導(dǎo)通的狀態(tài)，后端部致動(dòng)器內(nèi)的端部氣囊充氣伸長(zhǎng)，使得后端部致動(dòng)器內(nèi)的墊塊與地面接觸；之后，后端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與回氣口導(dǎo)通；

步驟三、若需要向左側(cè)轉(zhuǎn)向，右側(cè)中間氣囊對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與進(jìn)氣口導(dǎo)通的狀態(tài)，使得右側(cè)中間氣囊充氣，向左側(cè)彎曲伸長(zhǎng)；右側(cè)中間氣囊推動(dòng)前端部致動(dòng)器向左轉(zhuǎn)向；前端部致動(dòng)器達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)向角度時(shí)，右側(cè)中間氣囊對(duì)應(yīng)的換向閥切換至工作氣口與回氣口導(dǎo)通的狀態(tài)；

若需要向右側(cè)轉(zhuǎn)向，左側(cè)中間氣囊對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與進(jìn)氣口導(dǎo)通的狀態(tài)，使得左側(cè)中間氣囊充氣，向右側(cè)彎曲伸長(zhǎng)；左側(cè)中間氣囊推動(dòng)前端部致動(dòng)器向右轉(zhuǎn)向；前端部致動(dòng)器達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)向角度時(shí)，左側(cè)中間氣囊對(duì)應(yīng)的換向閥切換至工作氣口與回氣口導(dǎo)通的狀態(tài)；

步驟四、前端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與進(jìn)氣口導(dǎo)通的狀態(tài)，前端部致動(dòng)器內(nèi)的端部氣囊充氣伸長(zhǎng)，使得前端部致動(dòng)器內(nèi)的墊塊與地面接觸；后端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的通斷閥導(dǎo)通，后端部致動(dòng)器內(nèi)的端部氣囊排氣縮短，使得后端部致動(dòng)器內(nèi)的兩個(gè)墊塊懸空；之后，前端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的換向閥切換到工作氣口與回氣口導(dǎo)通的狀態(tài)，后端部致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的通斷閥截止；

步驟五、步驟三中伸長(zhǎng)的中間氣囊對(duì)應(yīng)的通斷閥導(dǎo)通，該中間氣囊排氣縮短；該中間氣囊拉動(dòng)后端部致動(dòng)器偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；該中間氣囊縮短至極限狀態(tài)后，該中間氣囊對(duì)應(yīng)的通斷閥截止。