[发明专利]一种可螺旋变形的软体机器人

说明书

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种软体机器人，特别是涉及一种可螺旋变形的软体机器人，包括主体套筒、外表面变形机构、行程控制线、变形控制线和气室，所述主体套筒的前端封闭，主体套筒的后端与气室固定连接；所述外表面变形机构固定连接在主体套筒的筒面上；所述行程控制线位于主体套筒内部，行程控制线的一端与主体套筒内部的前端固定连接，行程控制线的另一端固定连接在气室内；所述变形控制线位于主体套筒外部，变形控制线的一端与主体套筒外部的前端固定连接，变形控制线的另一端穿出外表面变形机构。本发明采用线、气双驱动控制，以实现长距运动与螺旋变形，环境适应性好，灵活性强，结构简单易于加工制造。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种软体机器人，特别是涉及一种可螺旋变形的软体机器人。

背景技术

在现实生活中，存在一种封闭空间，其外部通道尺度较小，多为狭小缝隙；而内部空间尺度较大。人们需要在不破坏外部结构的情况下对其内部作业。具体实例如地质勘探、自然灾害废墟中的抢险救灾、盲孔等特殊结构的清洁、越障抓捕等工作。

对于极端场景下的任务要求，通常采用机器人代替人工的方式来完成。目前，刚性机器人已在多个领域得到了广泛的应用，但仍存在环境适应性差、灵活性不足、结构复杂等问题，尤其是难以适应上述变尺度工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种可螺旋变形的软体机器人，采用线、气双驱动控制，以实现长距运动与螺旋变形，环境适应性好，灵活性强，结构简单易于加工制造。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种可螺旋变形的软体机器人，包括主体套筒、外表面变形机构、行程控制线、变形控制线和气室，所述主体套筒的前端封闭，主体套筒的后端与气室固定连接；所述外表面变形机构固定连接在主体套筒的筒面上；所述行程控制线位于主体套筒内部，行程控制线的一端与主体套筒内部的前端固定连接，行程控制线的另一端固定连接在气室内；所述变形控制线位于主体套筒外部，变形控制线的一端与主体套筒外部的前端固定连接，变形控制线的另一端穿出外表面变形机构。

所述主体套筒呈圆柱体形，主体套筒由柔性塑料制成。

所述外表面变形机构由若干短管排列而成；各短管轴向相对，各短管之间间隔设置，相对存在一定距离；各短管皆固定连接在主体套筒的筒面上；所述变形控制线的中端穿过各短管的内侧。

所述短管为硬质短管。

所述外表面变形机构内部的若干短管的轴线相连形成一条沿主体套筒外表面盘旋而上的螺旋线，该螺旋线自主体套筒后端延伸至主体套筒前端。

所述气室包括密封盒、轴、把手、入气接口和出气接口；所述轴的中端转动配合连接在密封盒上，轴的内端位于密封盒内，行程控制线固定并缠绕在轴上；所述轴的外端固定连接把手；所述密封盒的一端设有入气接口，入气接口与气泵密封连接；所述密封盒的另一端设有出气接口，出气接口与主体套筒的后端密封连接，出气接口与主体套筒之间采用胶结或其他形式的连接方式，保证密封性能良好。

所述轴与密封盒连接的轴承处采用机械密封。

本发明的有益效果为：本发明的一种可螺旋变形的软体机器人，采用线、气双驱动控制，以实现长距运动与螺旋变形，环境适应性好，灵活性强，结构简单易于加工制造。本发明的软体机器人本体材料具有柔性，可通过收缩变形适应小尺度通道，也可通过蜷曲变形形成大尺度功能性结构，为弥补传统刚性机器人的缺陷提供了良好的解决途径。

本发明的优点在于：

1.拥有柔性的主体套筒，可适应小尺度通道；

2.拥有较大工作空间，其行程长度由主体套筒的长度决定；

3.其可以通过线驱动完成螺旋变形与回收，以适应可能的作业要求，操作较为便捷。