[发明专利]一种用于软体机器人足部的可控式静电吸附结构

说明书

本发明公开了一种软体机器人足部用可控式静电吸附结构，包括支撑环，所述支撑环内设置有静电吸附膜，所述静电吸附膜的上部设置有永磁体，支撑环的上部设置有支架，所述支架的上部设置顶盖，所述顶盖的上部有多个连杆，顶盖的下部设置有电磁铁。该软体机器人足部用可控式静电吸附结构，解决现有软体爬行机器人静电吸附脚垫吸附力小、爬行基底适应性差、脱附缓慢的问题。

技术领域

本发明属于控制技术和静电吸附相结合的领域，特别是涉及一种软体机器人足部用可控式静电吸附结构。

背景技术

当前的软体机器人足部结构主要有两种，一是单向摩擦型足部结构，该足部结构可实现在水平面或一定倾角的斜面运动，但是使用单向摩擦脚的软体机器人仅能实现单向运动，且爬行基底受到很大限制，如金属钩单向脚不能在光滑基底有效爬行等，此外，单向摩擦脚无法实现批量制造，质量良莠不齐，重复性差，很难保证机器人的运动性能；二是吸附型足部结构，具体又分为负压吸附和静电吸附，其中负压吸附脚仅能在光滑无缝隙基底爬行，对爬行基底要求很高，且气泵结构通常庞重复杂，故当前软体爬行机器人中使用较少；静电吸附因其噪声低、功耗小、原理简单、制造方便等特征而成为当下的研究热点，静电吸附结合软体机器人躯干可以使得机器人能在垂直壁面甚至倒置壁面实现攀爬，但是当前的静电吸附脚垫通常设有介质层作为衬底，该介电层会增大脚垫与爬行基底的间隙和脚垫的硬度，使其仅能在平面爬行，无法适应非结构化环境，且当前的吸附型脚垫均难以实现脚垫和基底的快速脱吸附。

静电吸附是通过对插齿状导电电极施加高压，从而在电极周围产生边缘电场，利用所激发的高强度电场促使壁面极化，产生极化电荷，通过壁面和吸附垫上极性相反电荷间的电场力作用实现吸附，静电吸附具有响应快、功耗低、重量轻、适用范围广等优点。

因此，在静电吸附脚垫的基础上设计一款柔性程度高、吸附效果好、适用范围广、且能够实现快速吸附和脱附的可控式静电吸附足部结构，为增强当前软体爬行机器人的运动性能具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种软体机器人足部用可控式静电吸附结构，解决现有软体爬行机器人静电吸附脚垫吸附力小、爬行基底适应性差、脱附缓慢的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是，一种软体机器人足部用可控式静电吸附结构，包括支撑环，所述支撑环内设置有静电吸附膜，所述静电吸附膜的上部设置有永磁体，支撑环的上部设置有支架，所述支架的上部设置顶盖，所述顶盖的上部铰接有多个连杆，顶盖的下部设置有电磁铁。

本发明的技术方案，还具有以下特点，

所述顶盖的上部设置有多个支撑座，每个所述支撑座内转动设置有连接销，所述连杆设置在对应的连接销上。

所述顶盖的侧部设置有连接头，所述支架的侧上方设置有一对用于固定所述连接头的凸台。

所述顶盖与所述支架通过多个螺栓固定连接。

所述支架为环形结构，支架的侧部设置有多个安装孔，每个所述安装孔的下沿均设置有螺栓。

本发明的有益效果是：本发明的一种软体机器人足部用可控式静电吸附结构，其中电磁铁在交变驱动电压下产生方向不断变化的磁场力是该结构的动力源，通过新颖的结构设计，该电磁力能够控制永磁体不断的靠近或远离电磁铁，进而带动与永磁体固联的静电吸附膜完成快速往复动作；一方面可以通过在额定功率范围内适当调节电磁铁的电流和电压，进而实现电磁力大小的调节，另一方面可以通过调节交变电压的驱动频率，进而改变磁场力方向的变化速率；此外，静电吸附膜的交变驱动电压和电磁铁驱动电压相互独立，通过调节静电吸附膜交变驱动电压的幅值和频率也可进一步提升静电吸附膜的吸附效果。该可控式静电吸附结构具有频带宽、响应快、结构紧凑、控制方便等优点，未来在软体爬行机器人、可控吸附等领域将具有广泛的应用前景。

附图说明