[發明專利]一種具有自感知功能的氣動軟體機器人

有效

• 申請號: 202210177203.2
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114670214B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 滕燕;王子彬
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J13/08;B62D57/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 汪清

1.一種具有自感知功能的氣動軟體機器人，包括外層彈性體機構與內層彈性體機構，其特征在于，

所述外層彈性體機構包括三個結構相同的運動足；內層彈性體機構包括內層彈性主體、等間隔布置在內層彈性主體上的剛性體、設置在內層彈性主體兩端的通氣端；

三個運動足將內層彈性主體等分成兩段軸向執行器；

所述內層彈性體機構內設置有四個氣腔，對應每個軸向執行器內設置有兩個氣腔；每個軸向執行器內的兩個氣腔左右對稱；通氣端上設有分別與氣腔連通的通氣口，用于向單側軸向執行器的兩個氣腔同時或單獨通氣，實現氣動軟體機器人的爬行或轉向；

位于中間的運動足內設有柔性薄膜壓力傳感器，用于檢測軸向執行器的拉伸變形；

每個軸向執行器的左右兩側對稱的設有應變片，用于檢測軸向執行器的彎曲變形；

氣腔壓力與伸長率的關系如下：

式中p為執行器氣腔體壓力，S為執行器截面實體部分面積，S₁為單個氣腔面積，λ為執行器伸長率，C₁₀、C₂₀、C₃₀為Yeoh模型的系數；

氣腔壓力與彎曲角度的關系如下：

式中p為執行器氣腔體壓力，S為執行器截面實體部分面積，S₁為單個氣腔面積，ρ為執行器彎曲時的曲率半徑，X為軸向執行器任意豎直截面的質心位置到該截面中心的距離，X₁為軸向執行器單個氣腔任意豎直截面的質心位置到氣腔截面直線段中點的距離，C₁₀、C₂₀、C₃₀為Yeoh模型的系數，α為執行器彎曲角度，L為軸向執行器長度。

2.根據權利要求1所述的氣動軟體機器人，其特征在于，所述柔性薄膜壓力傳感器由金屬層與壓敏層組成，金屬層與壓敏層均由圓形柔性薄膜覆蓋，金屬層引出兩個引腳，用于傳感器信號處理；柔性薄膜壓力傳感器與內層彈性主體豎直截面平行，且中心與內層彈性主體豎直截面圓心重合；柔性薄膜壓力傳感器兩側嵌入圓片，柔性薄膜壓力傳感器、圓片直徑均要大于內層彈性主體豎直截面直徑。

3.根據權利要求2所述的氣動軟體機器人，其特征在于，所述圓片采用光敏樹脂。

4.根據權利要求1所述的氣動軟體機器人，其特征在于，所述應變片采用微型箔式應變片。

5.根據權利要求1所述的氣動軟體機器人，其特征在于，所述應變片與軸向執行器之間設有銅片。