本发明涉及软体机器人,尤其是涉及一种多运动模式的软体驱动器、移动机器人及夹持机器人。
背景技术:
1、多数现有的气动软体驱动器往往局限于单一的运动模式,仅能实现单一运动,这种局限性使得软体驱动器在应对复杂任务时难以满足多样化需求。为了增加气动软体驱动器的运动模式或提高其性能,往往需要设计更为复杂的结构。这不仅增加了设计的难度和制造成本,还可能降低驱动器的可靠性和耐用性。同时对控制系统的要求也大幅提升,往往需要更多的气源及管路输入进行控制。
2、经过检索,申请公布号cn109129456a公开了一种基于折纸结构的气动双向弯曲软体驱动器,具体公开了:包括一个限制层结构和两个结构相同的变形层结构,两个变形层结构对称布置在限制层结构两边。变形层结构两种不同状态的轴向伸缩导致结构的刚度发生变化,则驱动器可利用变形层结构不同状态的刚度变化实现变刚度驱动。该现有技术需两个气压源输入实现伸长或双向弯曲的运动形式。
3、综上所述,如何设计一种能够简化驱动方式的软体驱动器为需要解决的技术问题,
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的实现复杂运动时需要复杂驱动方式的缺陷而提供一种多运动模式的软体驱动器、移动机器人及夹持机器人。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
3、根据本发明的第一个方面,提供了一种多运动模式的软体驱动器,通过供气装置驱动,所述软体驱动器包括硅胶腔体和柔性限制层;所述硅胶腔体为空心圆柱,内部通过通气孔与供气装置连接;所述柔性限制层套设在硅胶腔体外侧,为刚度增强限制层、顺序运动限制层或双向弯曲限制层中的一种。
4、作为优选的技术方案,所述的刚度增强限制层、顺序运动限制层和双向弯曲限制层均为圆筒状,其上沿轴向设有多层相互平行的切口,每层至少有两个切口,形成至少两组切口,一组切口内穿插一条限制条;所述刚度增强限制层其余的一组或多组切口内穿插一条限制条;所述双向弯曲限制层其余的一组切口内穿插一条弹性绳;所述限制条或弹性绳两端固定。
5、作为优选的技术方案,所述的限制条的长度大于其所安装的刚度增强限制层、顺序运动限制层或双向弯曲限制层的高度,宽度小于切口长度。
6、作为优选的技术方案,所述的弹性绳的长度大于或等于双向弯曲限制层的高度。
7、作为优选的技术方案,所述的限制条为布条,所述刚度增强限制层、顺序运动限制层和双向弯曲限制层均包括尼龙层和tpu层。
8、作为优选的技术方案,所述的硅胶腔体包括硅胶腔体主体、排气螺钉、垫片和螺母,所述硅胶腔体主体一端端面设置通气孔,旋入排气螺钉,所述垫片套设在排气螺钉上,一面覆盖在硅胶主体端面上,另一面通过旋设在排气螺钉上的螺母压紧。
9、作为优选的技术方案,所述的硅胶腔体主体包括圆筒和密封塞,所述密封塞安装在圆筒两端,其中一个密封塞上设有通气孔。
10、作为优选的技术方案,所述的密封塞和圆筒的接触面上涂设胶水。
11、根据本发明的第二个方面,提供了一种采用多运动模式的软体驱动器的移动机器人,该移动机器人还包括连接件,所述连接件并排连接两个布置方向和角度均相同的软体驱动器,两个所述软体驱动器的通气孔与同一个供气装置连接;所述软体驱动器的柔性限制层为双向弯曲限制层;所述连接件一侧安装单向轴承,所述单向轴承转动方向沿软体驱动器轴向。
12、根据本发明的第三个方面,提供了一种采用多运动模式的软体驱动器的夹持机器人,该夹持机器人还包括抓手夹具,所述抓手夹具的连接杆连接至少三个软体驱动器的一端,至少三个所述软体驱动器相对转动的方向与连接杆的方向相同;至少三个所述软体驱动器的通气孔与同一个供气装置连接;所述软体驱动器的柔性限制层为双向弯曲限制层。
13、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
14、1)本发明供气装置的气体通入硅胶腔体进行驱动,当柔性限制层选择刚度增强限制层、顺序运动限制层或双向弯曲限制层时,分别可以实现软体驱动器的刚度增强、顺序运动和双向弯曲,仅需一个供气装置进行驱动,即可实现不同的运动;
15、2)本发明刚度增强限制层、顺序运动限制层和双向弯曲限制层上设置切口,当硅胶腔体内压力升高伸长时,切口可张开;刚度增强限制层上穿插至少两组限制条,限制硅胶腔体的伸长长度,在气体持续通入时实现软体驱动器刚度的增强;顺序运动限制层一侧穿插限制条,另一侧未穿插,在气体持续通入时,软体驱动器先伸长之后向穿插限制条一侧弯曲,实现先伸长再弯曲的顺序运动;双向弯曲限制层由于一侧穿插限制条,另一侧穿插弹性绳,在气体持续通入时软体驱动器先向穿插弹性绳的一侧弯曲,在限制条伸长到最长后回正,之后向穿插限制条的一侧弯曲,实现双侧弯曲运动;
16、3)本发明限制条为布条,弹性极小可忽略且为柔性,适应柔性限制层的运动需求;
17、4)本发明硅胶腔体通过通气孔和排气螺钉实现进出气,并通过垫片和螺母压紧,增强密封效果;通过设置密封塞密封两端,便于加工和安装,且密封部分损坏后便于更换;涂设胶水可进一步增强密封效果;
18、5)本发明采用连接件和两个软体驱动器实现了运动机器人的前后移动和转弯,仅采用一个供气装置,控制简便;
19、6)本发明采用抓手夹具和至少三个软体驱动器实现了夹持机器人针对大型物体和小型物体的夹持,适用范围广,仅采用一个供气装置,控制简便。
1.一种多运动模式的软体驱动器,通过供气装置驱动,其特征在于,所述软体驱动器包括硅胶腔体(2)和柔性限制层(1);所述硅胶腔体(2)为空心圆柱,内部通过通气孔与供气装置连接;所述柔性限制层(1)套设在硅胶腔体(2)外侧,为刚度增强限制层(11)、顺序运动限制层(12)或双向弯曲限制层(13)中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种多运动模式的软体驱动器,其特征在于,所述的刚度增强限制层(11)、顺序运动限制层(12)和双向弯曲限制层(13)均为圆筒状,其上沿轴向设有多层相互平行的切口(101),每层至少有两个切口(101),形成至少两组切口(101),一组切口(101)内穿插一条限制条(4);所述刚度增强限制层(11)其余的一组或多组切口(101)内穿插一条限制条(4);所述双向弯曲限制层(13)其余的一组切口(101)内穿插一条弹性绳(5);所述限制条(4)或弹性绳(5)两端固定。
3.根据权利要求2所述的一种多运动模式的软体驱动器,其特征在于,所述的限制条(4)的长度大于其所安装的刚度增强限制层(11)、顺序运动限制层(12)或双向弯曲限制层(13)的高度,宽度小于切口(101)长度。
4.根据权利要求2所述的一种多运动模式的软体驱动器,其特征在于,所述的弹性绳(5)的长度大于或等于双向弯曲限制层(13)的高度。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种多运动模式的软体驱动器,其特征在于,所述的限制条(4)为布条,所述刚度增强限制层(11)、顺序运动限制层(12)和双向弯曲限制层(13)均包括尼龙层和tpu层。
6.根据权利要求1所述的一种多运动模式的软体驱动器,其特征在于,所述的硅胶腔体(2)包括硅胶腔体主体(201)、排气螺钉(202)、垫片(203)和螺母(204),所述硅胶腔体主体(201)一端端面设置通气孔,旋入排气螺钉(202),所述垫片(203)套设在排气螺钉(202)上,一面覆盖在硅胶主体端面上,另一面通过旋设在排气螺钉(202)上的螺母(204)压紧。
7.根据权利要求6所述的一种多运动模式的软体驱动器,其特征在于,所述的硅胶腔体主体(201)包括圆筒和密封塞,所述密封塞安装在圆筒两端,其中一个密封塞上设有通气孔。
8.根据权利要求7所述的一种多运动模式的软体驱动器,其特征在于,所述的密封塞和圆筒的接触面上涂设胶水。
9.一种采用权利要求1所述多运动模式的软体驱动器的移动机器人,其特征在于,该移动机器人还包括连接件,所述连接件并排连接两个布置方向和角度均相同的软体驱动器,两个所述软体驱动器的通气孔与同一个供气装置连接;所述软体驱动器的柔性限制层(1)为双向弯曲限制层(13);所述连接件一侧安装单向轴承(8),所述单向轴承(8)转动方向沿软体驱动器轴向。
10.一种采用权利要求1所述多运动模式的软体驱动器的夹持机器人,其特征在于,该夹持机器人还包括抓手夹具(31),所述抓手夹具(31)的连接杆连接至少三个软体驱动器的一端,至少三个所述软体驱动器相对转动的方向与连接杆的方向相同;至少三个所述软体驱动器的通气孔与同一个供气装置连接;所述软体驱动器的柔性限制层(1)为双向弯曲限制层(13)。
