[發明專利]一種并聯式扭轉軟體機器人模塊

在審

• 申請號: 202011486137.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112454344A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 王勇;呂仲明;肖飛云;姜明亮;葛亮;陳恩偉;劉正士
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林凡燕

本發明提供一種并聯式扭轉軟體機器人模塊，包括軟體扭轉結構所述軟體扭轉結構包括由內向外同軸設置的至少一內彈性扭轉主體和至少一外彈性扭轉主體；頂部連接板，設置于所述軟體扭轉結構的一端；底部連接板，設置于所述軟體扭轉結構的另一端；所述底部連接板、所述頂部連接板、所述內彈性扭轉主體及所述外彈性扭轉主體共同包圍形成的外驅動空腔；以及所述底部連接板、所述頂部連接板、所述內彈性扭轉主體共同包圍形成的內驅動空腔。利用本發明的并聯式扭轉軟體機器人模塊可以實現較大扭轉運動并具有較大的扭矩，另外制作簡單，可以整體成型，能保證機器人關節運動的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，特別是涉及一種并聯式扭轉軟體機器人模塊。

背景技術

近幾年，隨著新材料的出現以及加工制造技術的提高，世界范圍內掀起了軟體機器人研究的熱潮，軟體機器人是機器人研究的一種新的思路，受自然的啟發，研究人員開始探索由柔性材料組成的軟體機器人的設計和控制。模塊化已在軟機器人中證明了實用性，可簡化控制并增加系統冗余。對于有質量要求及復雜環境的機器人應用領域，如深海領域、康復機器人領域等，用軟體氣動扭轉關節可以在一定程度上替代傳統的機械扭轉關節。軟體致動模塊可以通過相對簡單的控制來實現復雜的運動，與傳統的機電系統相比具有優勢。軟體致動模塊由于與各種流體和氣體產生的氣壓和液壓兼容，因此也很實用，并且已被證明是一種適用于惡劣環境的堅固耐用的解決方案。

傳統的纖維增強的軟促動器可以通過改變纖維排列來實現各種運動，例如彎曲，扭曲，膨脹，伸展和收縮。傳統的軟體機器人增強扭轉都是通過串聯的方式，將若干個扭轉或者彎曲軟致動模塊首尾串聯在一起，從而增強軟體機器人的彎曲或者扭轉，同時串聯方式的扭軟體模塊扭轉力矩較小。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種并聯式扭轉軟體機器人模塊，以解決現有軟體機器人的扭轉模塊只能串聯作用從而造成機械臂的超冗余，并且增加機械臂的不穩定性，同時串聯的扭軟體模塊扭轉力矩較小的技術問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種并聯式扭轉軟體機器人模塊，所述并聯式扭轉軟體機器人模塊包括：

軟體扭轉結構，所述軟體扭轉結構包括由內向外同軸設置的至少一內彈性扭轉主體和至少一外彈性扭轉主體；

頂部連接板，設置于所述軟體扭轉結構的一端；

底部連接板，設置于所述軟體扭轉結構的另一端；

所述底部連接板、所述頂部連接板、所述內彈性扭轉主體及所述外彈性扭轉主體共同包圍形成的外驅動空腔；以及

所述底部連接板、所述頂部連接板、所述內彈性扭轉主體共同包圍形成的內驅動空腔。

在一可選實施例中，所述外彈性扭轉主體為中空管狀結構，所述外彈性扭轉主體的外壁表面形成有第一多線外螺紋槽和/或所述外彈性扭轉主體的內壁表面形成有第一多線內螺紋槽；所述內彈性扭轉主體為中空管狀結構，所述內彈性扭轉主體的外壁表面形成有第二多線外螺紋槽和/或所述內彈性扭轉主體的內壁表面形成有第二多線內螺紋槽；所述外彈性扭轉主體的第一多線外螺紋槽/第一多線內螺紋槽的旋轉方向與所述內彈性扭轉主體的第二多線外螺紋槽/第二多線內螺紋槽的旋轉方向相同或者不同。

在一可選實施例中，所述第一多線外螺紋槽/所述第一多線內螺紋槽包括以所述并聯式扭轉軟體機器人模塊的中軸線為軸等間距均勻布置于所述外彈性扭轉主體的外壁表面/內壁表面的圓周方向上的至少兩條螺紋凹槽；所述第二多線外螺紋槽/所述第二多線內螺紋槽包括以所述并聯式扭轉軟體機器人模塊的中軸線為軸等間距均勻布置于所述內彈性扭轉主體的外壁表面/內壁表面的圓周方向上的至少兩條螺紋凹槽。

在一可選實施例中，在所述外彈性扭轉主體的軸向截面上，所述外彈性扭轉主體的管壁具有“弓”字形結構，且該“弓”字形結構的管壁在各處厚度相同。