主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人，包括基節(jié)和尾節(jié)，基節(jié)包括第一彈性基體、第一通氣管、第一中心驅(qū)動(dòng)腔和第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，第一彈性基體呈圓柱形，第一彈性基體的中部設(shè)有第一中心驅(qū)動(dòng)腔，在第一中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上設(shè)有至少三個(gè)第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，第一中心驅(qū)動(dòng)腔和第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的兩端均封閉，第一中心驅(qū)動(dòng)腔、第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔均與第一通氣管連通；在第一中心驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝第一中心約束件，在第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝第一側(cè)約束件；尾節(jié)包括第二彈性基體、第二通氣管、第二中心驅(qū)動(dòng)腔和第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，第二彈性基體呈圓臺(tái)形，第二通氣管與第一通氣管連通。本發(fā)明在抓持運(yùn)動(dòng)過程中有效實(shí)現(xiàn)剛度獨(dú)立可變和動(dòng)態(tài)可控。
【專利說明】主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是一種仿生軟體機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，軟體機(jī)器人成為機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)新興且極具前景的研宄方向。傳統(tǒng)的剛性機(jī)器人以其高剛度、高強(qiáng)度、高精度、高速度的特點(diǎn)在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，然而，當(dāng)眾多的科研和技術(shù)人員付出巨大努力試圖將剛性機(jī)器人從工業(yè)生產(chǎn)線應(yīng)用擴(kuò)展到其他領(lǐng)域(如家政服務(wù)、助老助殘、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療康復(fù)等)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重依賴結(jié)構(gòu)化環(huán)境和精確數(shù)學(xué)模型的剛性機(jī)器人在上述的非結(jié)構(gòu)復(fù)雜環(huán)境中與難以用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型加以描述的復(fù)雜多變對(duì)象進(jìn)行交互作業(yè)時(shí)，剛性機(jī)器人的高剛度、高強(qiáng)度、高精度特點(diǎn)反而成為導(dǎo)致其不能勝任此類任務(wù)的缺點(diǎn)。在這種情況下，軟體機(jī)器人研宄逐漸興起，科研工作者和工程技術(shù)人員借助于智能材料(如:硅橡膠、形狀記憶合金SMA、電活性聚合物EPA等)和新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)(如:SMA、氣動(dòng)、磁流變、EPA等)，研宄開發(fā)完全不用或少用剛性機(jī)構(gòu)的新型機(jī)器人結(jié)構(gòu)，這類軟體機(jī)器人一般具有充分的柔順性、適應(yīng)性、超冗余或無限自由度，甚至可以任意改變自身形狀和尺寸以適應(yīng)環(huán)境和目標(biāo)。
[0003]仿生軟體機(jī)器人的設(shè)計(jì)靈感來源于自然界各色各樣的生物，即:研宄某一種動(dòng)物或其肢體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作機(jī)理，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的仿生軟體機(jī)器人研制，例如蛇形機(jī)器人、象鼻機(jī)器人、章魚機(jī)器人、蚯蚓機(jī)器人、海星機(jī)器人、仿毛蟲機(jī)器人、尺蠖機(jī)器人，等等。目前，普遍認(rèn)為此類機(jī)器人研宄的主要難點(diǎn)在于智能材料的開發(fā)、結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、本體的加工制造方法、準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)建模、與環(huán)境目標(biāo)的交互作用機(jī)理與建模、工作狀態(tài)信息反饋技術(shù)、控制技術(shù)，等。其中模仿象鼻、章魚腕足等結(jié)構(gòu)的長臂式仿生軟體機(jī)器人研宄主要目的是進(jìn)行柔順、安全的目標(biāo)抓持與操作任務(wù)，因此研宄象鼻、章魚腕足的抓持目標(biāo)過程，尤其是抓持過程中的主動(dòng)剛度可變控制是最為重要的基本問題，也是仿生軟體機(jī)器人設(shè)計(jì)與控制的根本原型，而文獻(xiàn)分析顯示目前學(xué)術(shù)界的研宄工作普遍集中在生物體結(jié)構(gòu)形式的模仿設(shè)計(jì)上，鮮有關(guān)于象鼻或章魚腕足剛度分析建模及其機(jī)器人仿生控制研宄的文獻(xiàn)資料。
[0004]象鼻或章魚腕足等生物體的優(yōu)點(diǎn)在于其具有充分的柔順性和無限自由度的彎曲變形能力，能夠適應(yīng)各種異型結(jié)構(gòu)目標(biāo)物體的外形并實(shí)施穩(wěn)定的抓持操作。尤其是在抓持及其運(yùn)動(dòng)過程中，象鼻或章魚腕足能夠根據(jù)目標(biāo)物體的物理機(jī)械特性、受力/力矩狀態(tài)、位置姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等因素，實(shí)時(shí)調(diào)整其體內(nèi)的肌肉收縮狀態(tài)、控制其抓持力大小及分布，動(dòng)態(tài)調(diào)整自身的剛度以保持穩(wěn)定的抓持操作。而目前學(xué)者研制的象鼻機(jī)器人、章魚機(jī)器人等僅僅是結(jié)構(gòu)形式上的仿生，能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)外形模仿和運(yùn)動(dòng)形式仿生，還不能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過程或抓持過程中的自身剛度可變及其動(dòng)態(tài)控制、難以實(shí)施安全穩(wěn)定的目標(biāo)操控，即只能做到形似而非神似。所以，象鼻或章魚腕足等生物體的變剛度特性及其主動(dòng)控制能力是長臂式軟體機(jī)器人研宄中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的仿生目標(biāo)，如何實(shí)現(xiàn)自身剛度的獨(dú)立可變且動(dòng)態(tài)可控是此類仿生機(jī)器人走向?qū)嶋H應(yīng)用道路上必須解決的關(guān)鍵問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服已有仿生軟體機(jī)器人在抓持運(yùn)動(dòng)過程中無法實(shí)現(xiàn)剛度獨(dú)立可變和動(dòng)態(tài)可控的不足，本發(fā)明提供一種在抓持運(yùn)動(dòng)過程中有效實(shí)現(xiàn)剛度獨(dú)立可變和動(dòng)態(tài)可控的主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人，包括基節(jié)和尾節(jié)，所述基節(jié)的后端與所述尾結(jié)的前端連接，所述基節(jié)包括第一彈性基體、第一通氣管、第一中心驅(qū)動(dòng)腔和第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，所述第一彈性基體呈圓柱形，所述第一彈性基體的中部設(shè)有第一中心驅(qū)動(dòng)腔，在所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上等圓弧間隔地設(shè)有至少三個(gè)第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔和第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的兩端均封閉，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔、第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔均與第一通氣管連通；在所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝第一中心約束件，在所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝第一側(cè)約束件；
[0008]所述尾節(jié)包括第二彈性基體、第二通氣管、第二中心驅(qū)動(dòng)腔和第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，所述第二彈性基體呈圓臺(tái)形，所述第二彈性基體的中部設(shè)有第二中心驅(qū)動(dòng)腔，在所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上等圓弧間隔地設(shè)有至少三個(gè)第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔和第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的兩端均封閉，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔、第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔均與第二通氣管連通；在所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝第二中心約束件，在所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝第二側(cè)約束件；
[0009]所述第二通氣管與所述第一通氣管連通。
[0010]進(jìn)一步，所述基節(jié)有至少兩個(gè)，前后基節(jié)之間級(jí)聯(lián)。可以根據(jù)仿生的需要，進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。
[0011]再進(jìn)一步，所述基節(jié)中，在所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上與所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔錯(cuò)位布置第一走管通道，所述第一通氣管位于所述第一走管通道內(nèi)；所述尾節(jié)中，在所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上與所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔錯(cuò)位布置第二走管通道，所述第二通氣管位于所述第二走管通道內(nèi)。
[0012]更進(jìn)一步，所述基節(jié)中，所述第一中心約束件包括第一中心約束彈簧和第一中心約束環(huán)，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁安裝第一中心約束彈簧，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔的外壁安裝第一中心約束環(huán)，所述第一側(cè)約束件包括第一側(cè)約束彈簧和第一側(cè)約束環(huán)，所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁安裝第一側(cè)約束彈簧，所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的外壁安裝第一側(cè)約束環(huán)；所述尾節(jié)中，所述第二中心約束件包括第二中心約束彈簧和第二中心約束環(huán)，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁安裝第二中心約束彈簧，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔的外壁安裝第二中心約束環(huán)，所述第二側(cè)約束件包括第二側(cè)約束彈簧和第二側(cè)約束環(huán)，所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁安裝第二側(cè)約束彈簧，所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的外壁安裝第二側(cè)約束環(huán)。
[0013]或者是:所述第一中心約束件、第一側(cè)約束件、第二中心約束件、第二側(cè)約束件均為約束彈簧。
[0014]再或者是:所述第一中心約束件、第一側(cè)約束件、第二中心約束件、第二側(cè)約束件均為約束環(huán)。
[0015]所述第一彈性基體的后端設(shè)有槽口，所述第二彈性基體的前端設(shè)有與所述槽口配合的榫頭。該連接方式屬于一種優(yōu)選的連接方式，當(dāng)然，也可以采用其他的連接方式；另外，對(duì)于級(jí)聯(lián)的基節(jié)之間的連接，也可以采用榫槽式連接，當(dāng)然，也可以采用其他連接方式。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:本發(fā)明在項(xiàng)目組近年來柔性驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與控制研宄的基礎(chǔ)上，提出一種剛度獨(dú)立可變的長臂式仿生軟體機(jī)器人結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)軟體機(jī)器人在抓持運(yùn)動(dòng)過程中的剛度獨(dú)立可變和動(dòng)態(tài)調(diào)控。
[0017]本發(fā)明著眼于目前軟體機(jī)器人研宄過多強(qiáng)調(diào)柔性而缺乏操作剛度適應(yīng)性的問題，提出自身剛度獨(dú)立可變的長臂式仿生軟體機(jī)器人結(jié)構(gòu)，是軟體機(jī)器人研宄的一種新探索，有望解決目前長臂式軟體機(jī)器人柔性有余而操作剛度不足且難以動(dòng)態(tài)調(diào)控的問題。
[0018]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:使軟體機(jī)器人具有很好的的柔軟性和彎曲性，能夠有效的抓取不同結(jié)構(gòu)外形的目標(biāo)物體，并且可以使軟體機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)的控制和改變自身的剛度、保持穩(wěn)定的抓取動(dòng)作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的基節(jié)結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是圖1的側(cè)視圖。
[0021]圖3是本發(fā)明的尾節(jié)結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖4是圖3的側(cè)視圖。
[0023]圖5是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的伸直狀態(tài)。
[0024]圖6是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的彎曲狀態(tài)。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0026]參照?qǐng)D1?圖6，一種主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人，包括基節(jié)I和尾節(jié)2，所述基節(jié)I的后端與所述尾結(jié)2的前端連接，所述基節(jié)I包括第一彈性基體11、第一通氣管12、第一中心驅(qū)動(dòng)腔14和第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔13，所述第一彈性基體11呈圓柱形，所述第一彈性基體11的中部設(shè)有第一中心驅(qū)動(dòng)腔14，在所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔14外的彈性基體的一圈上等圓弧間隔地設(shè)有至少三個(gè)第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔13，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔14和第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔13的兩端均封閉，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔14、第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔13均與第一通氣管12連通；在所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔14的內(nèi)壁和外壁安裝第一中心約束件，在所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔13的內(nèi)壁和外壁安裝第一側(cè)約束件；
[0027]所述尾節(jié)2包括第二彈性基體21、第二通氣管22、第二中心驅(qū)動(dòng)腔24和第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔23，所述第二彈性基體21呈圓臺(tái)形，所述第二彈性基體21的中部設(shè)有第二中心驅(qū)動(dòng)腔24，在所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔24外的彈性基體的一圈上等圓弧間隔地設(shè)有至少三個(gè)第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔23，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔24和第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔23的兩端均封閉，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔24、第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔23均與第二通氣管22連通；在所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔24的內(nèi)壁和外壁安裝第二中心約束件，在所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔23的內(nèi)壁和外壁安裝第二側(cè)約束件；
[0028]所述第二通氣管22與所述第一通氣管12連通。
[0029]進(jìn)一步，所述基節(jié)I有至少兩個(gè)，前后基節(jié)之間級(jí)聯(lián)。可以根據(jù)仿生的需要，進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。
[0030]再進(jìn)一步，所述基節(jié)I中，在所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上與所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔13錯(cuò)位布置第一走管通道17，所述第一通氣管12位于所述第一走管通道17內(nèi)；所述尾節(jié)2中，在所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上與所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔23錯(cuò)位布置第二走管通道27，所述第二通氣管22位于所述第二走管通道27內(nèi)。
[0031]更進(jìn)一步，所述基節(jié)I中，所述第一中心約束件包括第一中心約束彈簧15和第一中心約束環(huán)16，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔13的內(nèi)壁安裝第一中心約束彈簧15，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔13的外壁安裝第一中心約束環(huán)16，所述第一側(cè)約束件包括第一側(cè)約束彈簧和第一側(cè)約束環(huán)，所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁安裝第一側(cè)約束彈簧，所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的外壁安裝第一側(cè)約束環(huán)；所述尾節(jié)2中，所述第二中心約束件包括第二中心約束彈簧25和第二中心約束環(huán)26，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔23的內(nèi)壁安裝第二中心約束彈簧25，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔23的外壁安裝第二中心約束環(huán)26，所述第二側(cè)約束件包括第二側(cè)約束彈簧和第二側(cè)約束環(huán)，所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁安裝第二側(cè)約束彈簧，所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的外壁安裝第二側(cè)約束環(huán)。
[0032]或者是:所述第一中心約束件、第一側(cè)約束件、第二中心約束件、第二側(cè)約束件均為約束彈簧。
[0033]再或者是:所述第一中心約束件、第一側(cè)約束件、第二中心約束件、第二側(cè)約束件均為約束環(huán)。
[0034]所述第一彈性基體11的后端設(shè)有槽口，所述第二彈性基體21的前端設(shè)有與所述槽口配合的榫頭。該連接方式屬于一種優(yōu)選的連接方式，當(dāng)然，也可以采用其他的連接方式；另外，對(duì)于級(jí)聯(lián)的基節(jié)之間的連接，也可以采用榫槽式連接，當(dāng)然，也可以采用其他連接方式。
[0035]本實(shí)施例中，基節(jié)I的結(jié)構(gòu)為:第一彈性基體11是由硅膠材料制成的，伸縮和彎曲性能很好，它是仿生軟體機(jī)器人最外層，把所述的基節(jié)I包含的其他結(jié)構(gòu)全部包裹在一起，所述的第一彈性基體11的結(jié)構(gòu)為模塊化結(jié)構(gòu)，兩端設(shè)置連接結(jié)構(gòu)，可多節(jié)串聯(lián)；所述的第一通氣管12是主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)氣體傳輸?shù)牟糠郑谒龅牡谝粡椥曰w11內(nèi)包含著很多根所述的第一通氣管12，所述的第一通氣管12分布在所述的第一中心驅(qū)動(dòng)腔13、所述的第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔14內(nèi)；所述的第一中心驅(qū)動(dòng)腔13起著實(shí)時(shí)控制軟體機(jī)器人的本體剛度的作用，所述的第一中心驅(qū)動(dòng)腔13的兩端是封閉的，所述的第一通氣管12連接到所述的中心驅(qū)動(dòng)腔內(nèi)，通過所述的第一通氣管12內(nèi)輸入不同壓力的壓縮氣體可以控制軟體機(jī)器人的本體剛度；所述的第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔14起著控制軟體機(jī)器人的彎曲、抓持等動(dòng)作的作用，同樣所述的第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔14的兩端也是封閉的，許多根所述的第一通氣管12連接到所述的側(cè)驅(qū)動(dòng)腔內(nèi)，向所述的第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔14內(nèi)不同方向所述的第一通氣管12內(nèi)輸入壓縮氣體，可以實(shí)現(xiàn)軟體機(jī)器人不同方向的彎曲和抓持等動(dòng)作；所述的第一中心約束彈簧15或第一中心約束環(huán)16是埋置在所述的第一中心驅(qū)動(dòng)腔13的內(nèi)外壁上，所述的第一側(cè)約束彈簧或第一側(cè)約束環(huán)埋置在和所述的第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔14內(nèi)外壁上的，所述的第一中心約束彈簧15和第一中心約束環(huán)16的作用是一樣的，所述的第一通氣管12內(nèi)輸入不同壓力的壓縮氣體會(huì)導(dǎo)致所述的第一中心驅(qū)動(dòng)腔13和所述的第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔14充氣后發(fā)生徑向變大，所述的第一中心約束彈簧15或第一中心約束環(huán)16的作用是為防止充氣后發(fā)生所述的第一彈性基體11發(fā)生徑向大變；所述的第一走管通道17把所述的第一通氣管12統(tǒng)一走到所述的基節(jié)I的一端，便于多個(gè)所述的基節(jié)I之間串聯(lián)后所述的第一通氣管12可以相互連接。
[0036]所述的尾節(jié)2的結(jié)構(gòu)和所述的基節(jié)I的結(jié)構(gòu)大體一致，同樣包括第二彈性基體21、第二通氣管22、第二中心驅(qū)動(dòng)腔23、第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔24、第二中心約束彈簧25或第二中心約束環(huán)26、第二走管通道27，不同之處在于所述的尾節(jié)2末端是逐漸縮小的(即:整個(gè)尾節(jié)呈圓臺(tái)形)。所述的尾節(jié)2和所述的基節(jié)I連接在一起構(gòu)成主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)。
[0037]本實(shí)施例的工作原理:主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人的基節(jié)和尾節(jié)相互連接在一起，向中心驅(qū)動(dòng)腔輸入不同壓力的壓縮氣體，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)軟體機(jī)器人的本體剛度，使得機(jī)器人在完成抓持等動(dòng)作的時(shí)候具有合適的剛度，向不同方向的側(cè)驅(qū)動(dòng)腔輸入不同壓力的壓縮氣體，可以使得軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)不同程度、不同方向的彎曲，由基節(jié)和尾節(jié)的中心驅(qū)動(dòng)腔和側(cè)驅(qū)動(dòng)腔相互配合，使得軟體機(jī)器人可以模仿章魚腕足完成各種復(fù)雜的動(dòng)作。
[0038]本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.一種主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人，包括基節(jié)和尾節(jié)，所述基節(jié)的后端與所述尾結(jié)的前端連接，其特征在于:所述基節(jié)包括第一彈性基體、第一通氣管、第一中心驅(qū)動(dòng)腔和第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，所述第一彈性基體呈圓柱形，所述第一彈性基體的中部設(shè)有第一中心驅(qū)動(dòng)腔，在所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上等圓弧間隔地設(shè)有至少三個(gè)第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔和第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的兩端均封閉，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔、第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔均與第一通氣管連通；在所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝第一中心約束件，在所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝第一側(cè)約束件； 所述尾節(jié)包括第二彈性基體、第二通氣管、第二中心驅(qū)動(dòng)腔和第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，所述第二彈性基體呈圓臺(tái)形，所述第二彈性基體的中部設(shè)有第二中心驅(qū)動(dòng)腔，在所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上等圓弧間隔地設(shè)有至少三個(gè)第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔和第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的兩端均封閉，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔、第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔均與第二通氣管連通；在所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝第二中心約束件，在所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁和外壁安裝第二側(cè)約束件； 所述第二通氣管與所述第一通氣管連通。
2.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人，其特征在于:所述基節(jié)有至少兩個(gè)，前后基節(jié)之間級(jí)聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人，其特征在于:所述基節(jié)中，在所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上與所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔錯(cuò)位布置第一走管通道，所述第一通氣管位于所述第一走管通道內(nèi)；所述尾節(jié)中，在所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔外的彈性基體的一圈上與所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔錯(cuò)位布置第二走管通道，所述第二通氣管位于所述第二走管通道內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人，其特征在于:所述基節(jié)中，所述第一中心約束件包括第一中心約束彈簧和第一中心約束環(huán)，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁安裝第一中心約束彈簧，所述第一中心驅(qū)動(dòng)腔的外壁安裝第一中心約束環(huán)，所述第一側(cè)約束件包括第一側(cè)約束彈簧和第一側(cè)約束環(huán)，所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁安裝第一側(cè)約束彈簧，所述第一側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的外壁安裝第一側(cè)約束環(huán)；所述尾節(jié)中，所述第二中心約束件包括第二中心約束彈簧和第二中心約束環(huán)，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁安裝第二中心約束彈簧，所述第二中心驅(qū)動(dòng)腔的外壁安裝第二中心約束環(huán)，所述第二側(cè)約束件包括第二側(cè)約束彈簧和第二側(cè)約束環(huán)，所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的內(nèi)壁安裝第二側(cè)約束彈簧，所述第二側(cè)驅(qū)動(dòng)腔的外壁安裝第二側(cè)約束環(huán)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人，其特征在于:所述第一中心約束件、第一側(cè)約束件、第二中心約束件、第二側(cè)約束件均為約束彈簧。
6.如權(quán)利要求1或2所述的主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人，其特征在于:所述第一中心約束件、第一側(cè)約束件、第二中心約束件、第二側(cè)約束件均為約束環(huán)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的主動(dòng)可變剛度長臂式仿生軟體機(jī)器人，其特征在于:所述第一彈性基體的后端設(shè)有槽口，所述第二彈性基體的前端設(shè)有與所述槽口配合的榫頭。
【文檔編號(hào)】B25J9/08GK104440918SQ201410406336
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】鮑官軍, 李昆, 馬小龍, 王志恒, 楊慶華, 胥芳, 張立彬 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)