本發明涉及軟體機器人，具體涉及一種四主體自生長軟體機器人的轉向轉置及方法。

背景技術：

1、軟體機器人是一類通過柔性材料和動態控制實現高效運動的機器人。作為一種新型的軟體機器人，自生長軟體機器人利用氣壓驅動薄膜外翻實現快速向前生長。憑借其高度的順應性、可控的生長方向以及多樣化的結構設計，自生長軟體機器人能夠適應各種復雜環境。然而，目前關于機器人轉向的研究主要集中在單一主體結構上，對于多主體系統的轉向設計仍缺乏完整的解決方案；此外，對于自生長軟體機器人在大角度轉向后主體材料阻塞導致的難以持續生長的問題也沒有較好的解決方案，這在一定程度上限制了其在復雜任務、協同操作以及大規模系統中的應用。

技術實現思路

1、為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供了一種四主體自生長軟體機器人的轉向轉置及轉向方法，可以實現四主體自生長軟體機器人的協同轉向并能在機器人大角度轉向后實現主體的持續生長。

2、為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

3、一種四主體自生長軟體機器人的轉向轉置，包括基座、主體、拉線轉向關節，其特征在于：所述的基座內部預存有四個主體，四個主體分為上組和下組兩組，每組包含兩個主體并配備一個電機，通過控制電機的正反轉實現主體的生長與回收；所述的主體外表面上部連續設置有兩個拉線轉向關節，兩個拉線轉向關節協同工作完成一次轉向；每組主體上的拉線轉向關節位置相同，而不同組主體之間的拉線轉向關節沿生長方向間隔一定距離安裝。

4、進一步地，所述基座的尾部開孔與氣泵連接，為機器人內部提供氣壓，控制電機正轉時，釋放預存的主體并適當增大氣壓，電機帶動主體在氣壓作用下向前生長；控制電機反轉時，回收已生長的主體并適當減小氣壓，電機帶動主體回收。

5、進一步地，所述拉線轉向關節由拉線驅動電機、電機外殼、拉線和固定端子組成，拉線驅動電機安裝在電機外殼內部，電機外殼與固定端子通過拉線連接并粘貼在主體表面，拉線一端固定在拉線驅動電機的轉軸上，另一段固定在固定端子上；當需要進行轉向時，給拉線驅動電機供電，電機轉動時，拉線會纏繞在電機轉軸上，導致電機外殼與固定端子之間的拉線距離縮短，從而使主體的一側出現褶皺，導致主體兩側的長度出現差異，迫使機器人完成轉向，通過調節拉線收縮的長度，精確控制機器人的轉向角度。

6、進一步地，也可以在主體外表面下部相應位置安裝拉線轉向關節。

7、本發明一種四主體自生長軟體機器人轉向方法，完成一次90°轉向的方法為：

8、步驟一：增大基座內部氣壓，控制上組電機正轉，釋放上組的兩個主體，使其向前生長至適當長度，暴露出連續安裝的兩個拉線轉向關節；

9、步驟二：依次控制上組拉線轉向關節回收各自的拉線，使每個拉線轉向關節完成45°轉向，從而使上組每個主體上的兩個拉線轉向關節協同作用，完成一次90°轉向；

10、步驟三：保持基座內部氣壓，控制下組電機正轉，釋放下組的兩個主體，使其向前生長至適當長度，暴露出連續安裝的兩個拉線轉向關節；

11、步驟四：依次控制下組拉線轉向關節回收各自的拉線，使每個拉線轉向關節完成45°轉向，從而使下組每個主體上的兩個拉線轉向關節協同作用，完成一次90°轉向；

12、步驟五：通過調節兩組主體的生長距離，使四個主體處于同一平面，從而完成本次90°轉向。

13、本發明四主體自生長軟體機器人轉向方法，在完成一次大角度轉向后，按照上述步驟的逆向順序操作，即可實現主體的回收。

14、本發明四主體自生長軟體機器人轉向方法，在完成一次大角度轉向后，由于轉向過程被分為兩個較為平緩的轉向階段，主體的材料不會發生過度阻塞，因此，只需稍微增大基座內部氣壓并釋放主體，即可實現主體持續向前生長。

15、與現有技術相比，本發明的有益效果為：

16、本發明一種四主體自生長軟體機器人轉向轉置，通過在主體上安裝轉向關節，并使多個轉向關節相互配合，實現四個主體的精準轉向，為多主體系統的自生長軟體機器人轉向控制提供了一種高效且可控的解決方案。

17、本發明一種四主體自生長軟體機器人轉向轉置，采用兩個轉向關節完成一次大角度轉向，將轉向過程分解為兩個較為平緩的階段，主體材料不會在轉向過程中受到過度阻塞或擠壓，確保了機器人在轉向后的生長不受干擾，能夠持續穩定地向前生長。

18、本發明一種四主體自生長軟體機器人轉向轉置，四個主體能夠協調一致地進行轉向操作，賦予機器人更高的柔性和適應性，使得系統能夠實時調整轉向角度，靈活應對不同方向和不同角度的任務需求，同時保證整體結構的穩定性。

技術特征：

1.一種四主體自生長軟體機器人的轉向轉置，包括基座（1）、主體（2）、拉線轉向關節（3），其特征在于：所述的基座（1）內部預存有四個主體（2），四個主體（2）分為上組和下組兩組，每組包含兩個主體（2）并配備一個電機，通過控制電機的正反轉實現主體（2）的生長與回收；所述主體（2）的外表面上部連續設置有兩個拉線轉向關節（3），兩個拉線轉向關節（3）協同工作完成一次轉向；每組主體（2）上的拉線轉向關節（3）位置相同，而不同組主體（2）之間的拉線轉向關節（3）沿生長方向間隔一定距離安裝。

2.根據權利要求1所述的一種四主體自生長軟體機器人的轉向轉置，其特征在于：所述基座（1）的尾部開孔與氣泵連接，為機器人內部提供氣壓，控制電機正轉時，釋放預存的主體（2）并適當增大氣壓，電機帶動主體（2）在氣壓作用下向前生長；控制電機反轉時，回收已生長的主體（2）并適當減小氣壓，電機帶動主體（2）回收。

3.根據權利要求1所述的一種四主體自生長軟體機器人轉向轉置，其特征在于：所述拉線轉向關節（3）由拉線驅動電機（3-1）、電機外殼（3-2）、拉線（3-3）和固定端子（3-4）組成，拉線驅動電機（3-1）安裝在電機外殼（3-2）內部，電機外殼（3-2）與固定端子（3-4）通過拉線（3-3）連接并粘貼在主體（2）表面，拉線（3-3）一端固定在拉線驅動電機（3-1）的轉軸上，另一段固定在固定端子（3-4）上；當需要進行轉向時，給拉線驅動電機（3-1）供電，電機轉動時，拉線（3-3）會纏繞在電機轉軸上，導致電機外殼（3-2）與固定端子（3-4）之間的拉線距離縮短，從而使主體（2）的一側出現褶皺，導致主體（2）兩側的長度出現差異，迫使機器人完成轉向，通過調節拉線（3-3）收縮的長度，精確控制機器人的轉向角度。

4.根據權利要求1所述的一種四主體自生長軟體機器人轉向轉置，其特征在于：在主體外表面下部相應位置安裝拉線轉向關節（3）。

5.一種四主體自生長軟體機器人的轉向方法，其特征在于：采用權利要求1-4任一項所述的一種四主體自生長軟體機器人的轉向轉置，機器人完成一次90°轉向的方法為：

6.根據權利要求5所述的一種四主體自生長軟體機器人的轉向方法，其特征在于：在完成一次大角度轉向后，按照上述步驟的逆向順序操作，即可實現主體（2）的回收。

7.根據權利要求6所述的一種四主體自生長軟體機器人的轉向方法，其特征在于：在完成一次大角度轉向后，由于轉向過程被分為兩個較為平緩的轉向階段，主體（2）的材料不會發生過度阻塞，因此，只需增大基座（1）內部氣壓并釋放主體（2），即可實現主體（2）持續向前生長。

技術總結
本發明涉及軟體機器人技術領域，具體涉及一種四主體自生長軟體機器人的轉向轉置及轉向方法，包括基座、主體、拉線轉向關節，所述的基座內部預存有四個主體的材料，四個主體被分為上下兩組，通過控制電機正反轉和氣壓完成四個主體的生長與回收；主體外表面設有多個拉線轉向關節，通過氣壓、電機和轉向關節協同配合完成四個主體的一次轉向，每次轉向需要使用8個轉向關節；一次轉向過程被分為兩個較為平緩的轉向階段，主體的材料不會發生過度阻塞，因此只需稍微增大基座內部氣壓并釋放主體，即可實現主體持續向前生長；本發明實現四主體自生長軟體機器人的協同轉向并能在機器人大角度轉向后實現主體的持續生長。

技術研發人員：常瓊林,馬樊林,白喬喬
受保護的技術使用者：西安廣林藤蔓科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28