[發明專利]柔性伸縮單元、柔性伸縮機構及混合驅動可變自由度軟體機器人

有效

• 申請號: 201911404623.4
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111037539B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 張學成;張弘;江楠;曲紹興
• 申請（專利權）人: 浙江清華柔性電子技術研究院
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/08
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 王婷婷

本發明的柔性伸縮單元、柔性伸縮機構及混合驅動可變自由度軟體機器人，其中所述柔性伸縮單元包括第一連接器，第二連接器，以及伸縮體；所述伸縮體的兩端分別固接于所述第一連接器及所述第二連接器；所述伸縮體向內形成有氣體腔，所述伸縮體的內部嵌裝有牽引線，所述牽引線相對于所述伸縮體部分向外伸出；所述柔性伸縮單元開設有與所述伸縮體的氣體腔連通的接氣通道，所述牽引線能夠配合所述接氣通道的通氣或者抽氣控制所述伸縮體的運動。本發明實現模塊化結構設置，能夠采用不同的組裝形式，實現不同的功能，且每個柔性伸縮單元解決了驅動拉力不足及控制精度不高的問題，能夠實現不同角度，不同方向彎曲的精確控制。

技術領域

本發明屬于軟體機器人相關技術領域，特別是涉及一種柔性伸縮單元、柔性伸縮機構及混合驅動可變自由度軟體機器人。

背景技術

隨著經濟的發展與技術的進步，利用機器人替代人力實現生產的智能化，是生產效率提高的重要原因。

混合驅動可變自由度軟體機器人是一種新型柔軟機器人，能夠適應各種非結構化環境，與人類的交互也更安全。目前，現有的軟體機器人結構復雜，存在運動控制精度差，且大應力作用所產生的形變效果差，實現不了軟體機器人不同角度，不同方向的運動的彎曲效果。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術中存在的技術問題，提供一種柔性伸縮單元、柔性伸縮機構及混合驅動可變自由度軟體機器人。

具體地，一種柔性伸縮單元，包括第一連接器，第二連接器，以及伸縮體；所述伸縮體的兩端分別固接于所述第一連接器及所述第二連接器；所述伸縮體向內形成有氣體腔，所述伸縮體的內部嵌裝有牽引線，所述牽引線相對于所述伸縮體部分向外伸出；所述柔性伸縮單元開設有與所述伸縮體的氣體腔連通的接氣通道，所述牽引線能夠配合所述接氣通道的通氣或者抽氣控制所述伸縮體的運動。

作為本發明的優選方案，所述伸縮體包括依次包裹的柔性內層、中間約束層和柔性外層；所述中間約束層具有彈性，且所述牽引線連接于所述中間約束層。

作為本發明的優選方案，所述中間約束層設為網格狀結構，所述牽引線設于所述伸縮體內的部分連接于所述中間約束層的交叉接觸部分。

作為本發明的優選方案，所述牽引線的數量為多根，其中每根所述牽引線分別與所述中間約束層同一方向上的交叉接觸部連接固定。

作為本發明的優選方案，所述第一連接器或所述第二連接器上開設有牽引線集成孔，牽引線引出孔和連接孔道，多根所述牽引線伸出所述伸縮體的部分依次穿過所述牽引線集成孔、連接孔道及所述牽引線引出孔。

作為本發明的優選方案，所述牽引線集成孔與所述牽引線引出孔分居在所述第一連接器或所述第二連接器的相對側，其中所述連接孔道設為環狀結構。

作為本發明的優選方案，所述牽引線的數量為四根，四根所述牽引線均勻地排布在所述中間約束層上。

作為本發明的優選方案，所述第一連接器或所述第二連接器上開設有氣管連接接口，所述氣管連接接口通過所述接氣通道與所述氣體腔連通，且所述氣管連接接口能夠與外置氣管接頭插接配合并對所述氣管連接接口密封。

作為本發明的優選方案，所述牽引線引出孔與所述氣管連接接口鄰近設置。

作為本發明的優選方案，所述第一連接器內包裹有第一磁性件，及，所述第二連接器內包裹有第二磁性件；所述第一磁性件與所述第二磁性件能夠相互吸合。

本發明還請求保護一種柔性伸縮機構，包括上述任一所述的柔性伸縮單元，兩個所述柔性伸縮單元能夠通過其中一個所述柔性伸縮單元的第一連接器與另一個所述柔性伸縮單元的第二連接器之間的磁性配合進行連接固定。