[发明专利]基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人

权利要求书

1.一种基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，其特征在于：所述机器人包括上换向体(A)、下换向体(B)、轴筒(C)和封头(D)，上换向体(A)包括上圆盘(1)、两个上换向体爬行脚(2)、两个向下凸块(3)和两个上形状记忆弹簧(4)，上圆盘(1)的中心处设有上圆孔(1-1)，两个上换向体爬行脚(2)沿上圆盘(1)的第一直线(M-M)布置且对称设置在上圆盘(1)的两侧，上换向体爬行脚(2)与上圆盘(1)的水平面呈向下倾斜设置，两个上形状记忆弹簧(4)沿上圆盘(1)的第二直线(N-N)布置且对称设置在上圆孔(1-1)的两侧，第一直线(M-M)与第二直线(N-N)相垂直，两个上形状记忆弹簧(4)与两个向下凸块(3)一一对应，两个上形状记忆弹簧(4)以上圆孔(1-1)为基准对称设置，从上圆盘(1)的仰视看去，每个上形状记忆弹簧(4)斜向设置在向下凸块(3)的顺时针一侧，且上形状记忆弹簧(4)由上圆盘(1)的边缘向中心、由第二直线(N-N)向外侧斜向设置，且上形状记忆弹簧(4)与向下凸块(3)固定连接；

下换向体(B)包括下圆盘(11)、两个下换向体爬行脚(22)、两个向上凸块(33)和两个下形状记忆弹簧(44)，下圆盘(11)的中心处设有与上圆孔(1-1)正对的下圆孔(11-1)，两个下换向体爬行脚(22)沿下圆盘(11)的第三直线(S-S)布置且对称设置在下圆盘(11)的两侧，下换向体爬行脚(22)与下圆盘(11)的水平面呈向下倾斜设置，两个下形状记忆弹簧(44)沿下圆盘(11)的第四直线(T-T)布置且对称设置在下圆孔(11-1)的两侧，第四直线(T-T)与第三直线(S-S)相垂直，两个下形状记忆弹簧(44)与两个向上凸块(33)一一对应，两个下形状记忆弹簧(44)以下圆孔(11-1)为基准对称设置，从下圆盘(11)的俯视看去，每个下形状记忆弹簧(44)斜向设置在向上凸块(33)的逆时针一侧，且下形状记忆弹簧(44)由下圆盘(11)的边缘向中心、由第四直线(T-T)向外侧斜向设置，且下形状记忆弹簧(44)与向上凸块(33)固定连接；

上换向体(A)与下换向体(B)上、下设置，且上换向体(A)上的向下凸块(3)和下换向体(B)上的向上凸块(33)均朝向里面，第一直线(M-M)与第三直线(S-S)之间的锐角(β)为45°，轴筒(C)的下端穿过上圆孔(1-1)和下圆孔(11-1)，封头(D)设置在下圆盘(11)的下面并与轴筒(C)固定连接，所述上换向体爬行脚(2)和下换向体爬行脚(22)均由电致活性聚合物驱动器构成，上形状记忆弹簧(4)和下形状记忆弹簧(44)的材质均为形状记忆合金或形状记忆聚合物。

2.根据权利要求1所述基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，其特征在于：所述电致活性聚合物驱动器的具体形式为堆栈、叠层、折叠或卷形。

3.根据权利要求1或2所述基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，其特征在于：下换向体爬行脚(22)和下圆盘(11)的水平面之间的夹角(α2)与上换向体爬行脚(2)和上圆盘(1)的水平面之间的夹角(α1)相等。

4.根据权利要求3所述基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，其特征在于：所述形状记忆合金为双程形状记忆合金，其驱动方式为电热驱动。

5.根据权利要求3所述基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，其特征在于：所述形状记忆聚合物为双向形状记忆聚合物，其驱动方式为电热驱动。

6.根据权利要求4或5所述基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，其特征在于：所述轴筒(C)和封头(D)的材质均为轻质合金或塑料。

7.根据权利要求6所述基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，其特征在于：所述轻质合金为铝合金、镁合金或钛合金。

8.根据权利要求6所述基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，其特征在于：所述上圆盘(1)和下圆盘(11)的材质均为轻质合金或塑料。

9.根据权利要求8所述基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，其特征在于：所述轻质合金为铝合金、镁合金或钛合金。