[发明专利]一种摩擦式移动软机器人及其驱动方法

权利要求书

1.一种摩擦式移动软机器人，包括端部致动器、中间致动器和气路部分；所述的端部致动器包括外壳体和端部座；中间致动器包括中间气囊和第二限位环；中间气囊呈柱状；中间气囊上套置有依次间隔排列的多个第二限位环；所述的气路部分包括气源和通断阀；其特征在于：所述的端部致动器还包括弹簧、端部气囊、第一限位环和垫块；两个端部座并排设置在外壳体内，并与外壳体构成滑动副；两个端部座之间、两个端部座与外壳体的对应内侧壁之间均通过弹簧连接；

所述的端部气囊呈柱状；端部气囊上套置有依次间隔排列的多个第一限位环；端部气囊的顶端与端部座固定；端部气囊的底端与垫块固定；端部致动器共有两个；中间致动器设置在两个端部致动器之间；中间气囊共有两个；两个中间气囊并排设置；两个中间气囊的一端与其中一个端部致动器内的两个端部座分别固定，另一端与另一个端部致动器内的两个端部座分别固定；

所述的气路部分还包括换向阀和溢流阀；气源的出气口与溢流阀的进气口及四个换向阀的进气口连接；溢流阀的出气口与外界环境连接；四个换向阀的回气口与四个通断阀的进气口分别连接；通断阀的出气口与外界环境连通；第一个换向阀与其中一个端部致动器内的端部气囊连通；第二个换向阀、第三个换向阀与两个中间气囊分别连通；第四个换向阀与另一个端部致动器内的端部气囊连通。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦式移动软机器人，其特征在于：所述外壳体内壁的顶面固定有滑轨；两个端部座的顶面均固定有滑块；两个滑块均与滑轨构成滑动副；滑轨的轴线方向与两个端部座的排列方向平行。

3.根据权利要求1所述的一种摩擦式移动软机器人，其特征在于：所述的垫块采用橡胶材料。

4.根据权利要求1所述的一种摩擦式移动软机器人，其特征在于：还包括控制器；四个换向阀的控制输入接口与控制器的四个第一控制输出接口分别通过继电器连接；四个通断阀与控制器的四个第二控制输出接口分别通过继电器连接。

5.根据权利要求1所述的一种摩擦式移动软机器人，其特征在于：所述的气源、换向阀、通断阀、溢流阀均固定在其中一个端部致动器的外壳体上。

6.根据权利要求1所述的一种摩擦式移动软机器人，其特征在于：所述的气源、换向阀、通断阀、溢流阀及控制器均设置在独立的控制盒内。

7.根据权利要求1所述的一种摩擦式移动软机器人，其特征在于：所述的换向阀采用型号为3V210-08的两位三通电磁换向阀；通断阀采用型号为2P025-06-08的两位两通电磁阀。

8.如权利要求1所述的一种摩擦式移动软机器人的驱动方法，其特征在于：包括直线驱动方法和转向驱动方法；

直线驱动方法具体如下：

步骤一、两个端部致动器中，以靠近行进方向的端部致动器作为前端部致动器；以远离行进方向的端部致动器作为后端部致动器；气源启动；后端部致动器对应的换向阀切换到工作气口与进气口导通的状态，后端部致动器内的端部气囊充气伸长，使得后端部致动器内的垫块与地面接触；之后，后端部致动器对应的换向阀切换到工作气口与回气口导通；

步骤二、两个中间气囊对应的换向阀同步切换至工作气口与进气口导通的状态，两个中间气囊充气伸长；中间气囊推动前端部致动器向前运动；

步骤三、前端部致动器对应的换向阀切换到工作气口与进气口导通的状态，前端部致动器内的端部气囊充气伸长，使得前端部致动器内的垫块与地面接触；后端部致动器对应的通断阀导通，后端部致动器内的端部气囊排气缩短，使得后端部致动器内的垫块悬空；之后，前端部致动器对应的换向阀切换到工作气口与回气口导通的状态，后端部致动器对应的通断阀截止；

步骤四、两个中间气囊对应的通断阀同步导通，两个中间气囊排气缩短；中间气囊拉动后端部致动器向前运动；中间气囊缩短至极限状态后，两个中间气囊对应的通断阀同步截止；

步骤五、后端部致动器对应的换向阀切换到工作气口与进气口导通的状态，后端部致动器内的端部气囊充气伸长，使得后端部致动器内的垫块与地面接触；前端部致动器对应的通断阀导通，前端部致动器内的端部气囊排气缩短，使得前端部致动器内的垫块悬空；前端部致动器对应的通断阀截止；

步骤六、重复步骤二至五；

转向驱动方法如下：

步骤一、两个端部致动器中，以靠近行进方向的端部致动器作为前端部致动器；以远离行进方向的端部致动器作为后端部致动器；两个中间气囊中，以行进方向左侧的中间气囊作为左侧中间气囊，以行进方向右侧的中间气囊作为右侧中间气囊；气源启动；

步骤二、后端部致动器对应的换向阀切换到工作气口与进气口导通的状态，后端部致动器内的端部气囊充气伸长，使得后端部致动器内的垫块与地面接触；之后，后端部致动器对应的换向阀切换到工作气口与回气口导通；

步骤三、若需要向左侧转向，右侧中间气囊对应的换向阀切换到工作气口与进气口导通的状态，使得右侧中间气囊充气，向左侧弯曲伸长；右侧中间气囊推动前端部致动器向左转向；前端部致动器达到目标转向角度时，右侧中间气囊对应的换向阀切换至工作气口与回气口导通的状态；

若需要向右侧转向，左侧中间气囊对应的换向阀切换到工作气口与进气口导通的状态，使得左侧中间气囊充气，向右侧弯曲伸长；左侧中间气囊推动前端部致动器向右转向；前端部致动器达到目标转向角度时，左侧中间气囊对应的换向阀切换至工作气口与回气口导通的状态；

步骤四、前端部致动器对应的换向阀切换到工作气口与进气口导通的状态，前端部致动器内的端部气囊充气伸长，使得前端部致动器内的垫块与地面接触；后端部致动器对应的通断阀导通，后端部致动器内的端部气囊排气缩短，使得后端部致动器内的两个垫块悬空；之后，前端部致动器对应的换向阀切换到工作气口与回气口导通的状态，后端部致动器对应的通断阀截止；

步骤五、步骤三中伸长的中间气囊对应的通断阀导通，该中间气囊排气缩短；该中间气囊拉动后端部致动器偏转运动；该中间气囊缩短至极限状态后，该中间气囊对应的通断阀截止。