[发明专利]一种新型线驱动式刚度可变软体机器人

说明书

本发明公开了一种新型线驱动式刚度可变软体机器人，包括机器人主体，所述机器人主体的两端安装有控制大臂，控制大臂的下端通过活动轴活动连接有控制小臂，所述气囊主体的一端通过气管密封连接有电动气泵，电动气泵上安装有电源控制器，所述控制大臂、控制小臂、控制大腿部和控制小腿部均与信号传感器电气连接，信号传感器与单片机电气连接。本发明通过对机器人手臂和腿部组件包裹硅胶套，硅胶套内部设有气囊，气囊里填满颗粒状小球，正常状态下气囊部分和其余部分的刚度是一样的，都是比较柔软，在机械臂达到一定姿态之后，通过气泵组件对气囊抽气，让气囊内部气压降低，颗粒小球就会紧密挤在一起，从而实现刚度增强，具备灵活调节效果。

技术领域

本发明涉及软体机器人技术领域，具体为一种新型线驱动式刚度可变软体机器人。

背景技术

软体机器人是一种新型柔软机器人，能够适应各种非结构化环境，与人类的交互也更安全。机器人本体利用柔软材料制作，一般认为是杨氏模量低于人类肌肉的材料；区别于传统机器人电机驱动，软体机器人的驱动方式主要取决于所使用的智能材料；一般有介电弹性体(DE)、离子聚合物金属复合材料(IPMC)、形状记忆合金(SMA)、形状记忆聚合物(SMP)等等，从响应的物理量暂时分为如下几类：电场、压力、磁场、化学反应、光、温度。科学家依此设计了各种各样的软体机器人，大多数软体机器人的设计是模仿自然界各种生物，如蚯蚓、章鱼、水母等。

目前的软体机器人通常为固定式结构，无法对机械臂处刚度进行便捷式调节，灵活性较差，因此市场需要研制一种新型的线驱动式刚度可变软体机器人来解决上述存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型线驱动式刚度可变软体机器人，以解决上述背景技术中提出的目前的软体机器人通常为固定式结构，无法对机械臂处刚度进行便捷式调节，灵活性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型线驱动式刚度可变软体机器人，包括机器人主体，所述机器人主体的两端安装有控制大臂，控制大臂的下端通过活动轴活动连接有控制小臂，所述机器人主体的下端安装有控制大腿部，控制大腿部的下端通过关节活动部连接有控制小腿部，所述控制大臂、控制小臂、控制大腿部和控制小腿部的外部均包裹有硅胶套，硅胶套的内部包裹有弹簧骨架，所述硅胶套的内部填充有气囊主体，气囊主体的内部设置有多个颗粒球体，所述气囊主体的一端通过气管密封连接有电动气泵，电动气泵上安装有电源控制器，所述控制大臂、控制小臂、控制大腿部和控制小腿部均与信号传感器电气连接，信号传感器与单片机电气连接。

优选的，所述气管与气囊主体的连接处设置有密封件。

优选的，所述单片机与电源控制器之间电气连接。

优选的，所述电源控制器与电动气泵之间电气连接。

优选的，所述控制小腿部的下端通过活动铰接部连接有机械脚掌。

优选的，所述控制小臂的前端通过传动轴连接有机械手指。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过对机器人手臂和腿部组件包裹硅胶套，硅胶套内部设有气囊，气囊里填满颗粒状小球，正常状态下气囊部分和其余部分的刚度是一样的，都是比较柔软，在机械臂达到一定姿态之后，通过气泵组件对气囊抽气，让气囊内部气压降低，颗粒小球就会紧密挤在一起，从而实现刚度增强，具备灵活调节效果，通过改变机器人机械组件处的刚度，从而方便机器人适用于不同作业环境和工作状态，方便对其进行精准化操作控制，为人类生活提供便利。

附图说明

图1为本发明的机器人主体结构示意图；

图2为本发明的硅胶套结构示意图；

图3为本发明的硅胶套主视图；

图4为本发明的A-A剖视图；