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专利号: 2024115155418
申请人: 北华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种气动式蛇形软体机器人,其特征在于,包括:锚固足单元、支撑足单元、躯体、电磁换向模块、供压模块、换向控制模块、过载保护模块、中央控制单元、供电模块、足支架组件、躯体支架以及球铰支座;

每个所述支撑足单元均设置于一对锚固足单元之间,相邻的两个锚固足单元与设置于二者之间的一个支撑足单元构成一个运动模组,所述运动模组以躯体为中心,对称安装于其左右两端;

所述电磁换向模块、供压模块、换向控制模块、过载保护模块、中央控制单元以及供电模块自软体机器人的一端向其另一端依次排列设置,且所述电磁换向模块、供压模块、换向控制模块、过载保护模块、中央控制单元以及供电模块的两端均通过球铰支座与锚固足单元、支撑足单元或躯体中的一种相连接;

所述锚固足单元两端安装于足支架组件上,其中心设有锚固足孔,内部设有环形气腔,并设有导气孔,用于连接气管并输入压力气体,所述锚固足单元能够沿其径向伸缩;

所述支撑足单元中心设有通孔,安装于足支架组件上,用于辅助支撑机器人本体;

所述躯体安装于躯体支架上,其两端设有倒锥形凸起,中部设有伸缩体,所述伸缩体内部阵列开设锥柄形空腔,并设有进气孔,所述躯体内输入压力气体时,所述躯体沿其轴向伸展;

所述电磁换向模块包括电磁换向阀、换向阀支架以及护套,所述电磁换向阀两两一组,分别用于控制锚固足单元和躯体通放气以及对气路气压过载保护;

所述供压模块包括微泵、供压模块支架以及护套,用于供给压力气体;

所述换向控制模块包括换向继电器、换向继电器支架以及护套,所述换向继电器呈中心对称地安装于换向继电器支架内,用于控制电磁换向阀通断电;

所述过载保护模块包括过载继电器、过载继电器支架和护套,所述过载继电器呈中心对称地安装于过载继电器支架内,用于防止电磁换向阀过载;

所述中央控制单元包括气压传感器、数据接收模块、电压转换模块、单片机、开关、数据转换模块、控制单元支架以及护套;

所述供电模块包括电池、供电模块支架以及护套,用于供电;

所述中央控制单元用于控制锚固足单元和躯体的通放气顺序,所述躯体用于通过其充压伸展和泄压回缩驱使机器人本体移动;

所述足支架组件为圆盘状结构,其边缘处均布四个矩形槽口,所述矩形槽口处设有连接板,所述软体机器人还包括支撑轮组件,所述支撑轮组件和足支架组件均与连接板固定连接;

所述足支架组件包括前足支架和后足支架,所述前足支架一侧中心设有中空的圆筒状凸台,所述后足支架一侧中心设有圆柱状凸台,其端面设有螺旋凸起,所述前足支架、后足支架的另一侧均设有三个连接圆柱,所述连接圆柱中心开孔设置,用于连接球铰支座,所述圆筒状凸台的一端设有螺旋腔槽,内侧壁上设有圆孔,所述导气孔限位设置于圆孔中,所述螺旋凸起与螺旋腔槽相匹配,用于锁紧锚固足单元;

所述支撑轮组件包括支撑座、轮壳、支撑轮、轮轴和弹簧,所述支撑座外部为圆弧状结构,其内开设有矩形轮槽,所述矩形轮槽两侧对称设有与矩形轮槽相通的矩形凹槽,所述支撑轮与轮轴相连接,设置于矩形轮槽内,所述弹簧设置于轮轴两端,对应位于矩形凹槽中。

2.根据权利要求1所述的气动式蛇形软体机器人,其特征在于,所述躯体支架由两个相对称的连接件构成,两个所述连接件底部固定连接有圆盘底座,所述圆盘底座上设有连接圆柱,所述连接件内部开设有圆锥台状凹槽,所述躯体上的倒锥形凸起限位设置于圆锥台状凹槽中。

3.根据权利要求2所述的气动式蛇形软体机器人,其特征在于,所述球铰支座包括球支座和球套支座,所述球支座和球套支座的底部均为三角型结构,其边角处设有安装孔,用于安装连接圆柱,所述球支座的一端面上设有球头,所述球套支座的一端面上设有球套,所述球套内开设有与球头相匹配的球槽,所述球头限位设置于球槽中。

4.根据权利要求3所述的气动式蛇形软体机器人,其特征在于,所述护套为软质材质,所述护套能够沿其轴向进行伸展或收缩运动。

5.根据权利要求4所述的气动式蛇形软体机器人,其特征在于,所述软体机器人上还设有视觉传感模块。

6.根据权利要求5所述的气动式蛇形软体机器人,其特征在于,所述锚固足单元与支撑足单元的结构相同。