[实用新型]一种基于介电弹性体的无线操控机器人

说明书

本实用新型公开了一种基于介电弹性体的无线操控机器人，包括矩形结构的支撑构件，支撑构件内还设置有两个处于同一平面的弹性驱动元件，支撑构件的两个侧板上分别开设有与驱动元件尺寸相适应的滑槽，驱动元件能够沿滑槽拉伸或收缩，两个驱动元件使用连接组件连接，两个驱动元件上分别连接有无线加载模块，无线加载通过单片机控制输出方波信号来实现电源的通断，并利用高压驱动模块来实现低压到高压的转换，为驱动元件加载电压，单片机控制器上连接的数字显示器可显示加载频率。本实用新型所提出的机器人不仅实现了远程加载与控制，而且方法简单、成本低廉，在无人探测、军事侦察以及仿生机械等领域具有广阔应用前景。

技术领域

本实用新型属于仿生机器人技术领域，具体涉及一种基于介电弹性体的无线操控机器人。

背景技术

传统的机器人大多由复杂的传动系统以及电机来完成驱动过程，虽然这种刚性驱动具有输出功率大、驱动速度快以及优良的稳定性等特点，但其结构复杂、体积庞大、成本昂贵，缺乏生物亲和性且容易产生额外噪音，从而限制了传统机器人在军事侦察、航空航天以及仿生驱动等领域的应用。介电弹性体(Dielectric elastomer，DE)是一种在外界电激励下可产生大变形，当激励撤销后又能恢复初始形状的新型电活性聚合物材料；这种材料具有变形大、响应快、能量密度高、质轻价廉以及易于成形且不易疲劳损伤等突出优点而又被成为“人工肌肉”，目前在柔性传感与驱动、仿生机器人、能量俘获以及可控光学等领域成为一个研究热点。

目前基于介电弹性体材料的柔性驱动元件或仿生机器人大多直接利用弹性薄膜的面内或者面外变形来实现驱动，这种方式虽然简便易行但驱动力却很小，使得基于介电弹性体驱动结构的应用受到很大限制；此外介电弹性体材料的驱动电压需要上千伏的高压激励，现有的加载方式通常采用 TREK610E进行加载，但该设备体积庞大，加载时需要通过导线连接介电弹性体的柔性电极，这使得介电弹性体驱动元件或仿生机器人的活动范围大大降低；因此基于介电弹性体材料开发一款具有结构简单、价格低廉、驱动力大、结构稳定性良好且可以远程操控的仿生机器人是介电弹性体材料未来应用于军事侦探与仿生机械等领域的前期探索与实践。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于介电弹性体的无线操控机器人，解决了现有介电弹性体仿生机器人无线加载成本高的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种基于介电弹性体的无线操控机器人，包括矩形结构的支撑构件，支撑构件的两端具有挡板，支撑构件内还设置有两个处于同一平面的弹性驱动元件，驱动元件的一端固接在支撑构件的挡板上、另一端使用连接组件将两个驱动元件连接，支撑构件的两个侧板上分别开设有与驱动元件尺寸相适应的滑槽，驱动元件能够沿滑槽拉伸或收缩，

连接组件包括曲轴，曲轴横向穿过支撑构件的两侧板，曲轴两端安装有同步带轮，

驱动元件的正下方位置设置有横向穿过支撑构件侧板的驱动轴，驱动轴的两端安装有轮子，

同步带轮与其中一个驱动轴之间通过同步齿形带连接，

支撑构件上远离同步齿形带的一端还设置有无线加载模块，无线加载模块上还连接有数字显示器，无线加载模块通过导电铝箔与两个驱动元件分别连接。

本实用新型的特点还在于，

无线加载模块包括无线控制模块，无线控制模块包括信号连接的遥控器和接收模块，接收模块上连接有单片机控制器，单片机控制器上还连接有稳压电路，稳压电路与电源连接，电源上还设置有通断开关，通断开关与单片机控制器相连，单片机控制器上还连接有数字显示器，电源上还连接有高压驱动模块，高压驱动模块通过导电铝箔与驱动元件连接。

连接组件还包括内连杆和外连杆，内连杆、外连杆均套接在曲轴上，其中一个驱动元件与内连杆相连，另一个驱动元件与外连杆相连。

电源通过高压驱动模块对两个驱动元件加载周期与幅值相同、相位差为 180°的阶跃电压。