[发明专利]一种汽液相变驱动的无线寻址仿海星软体机器人

说明书

一种汽液相变驱动的无线寻址仿海星软体机器人，属于仿生技术领域。本发明解决了现有的软体机器人存在的灵活性差、体积大、适应的工作环境少的问题。柔性执行部分包括若干条腕足及对应固接在每条腕足底部的柔性形变限制层，控制部分包括发射线圈及若干个接收线圈，每条腕足与汽液相变腔之间均通过流体管道连通，每条流体管道上均设置有流体阀，且所述加热膜与一个接收线圈电连接，若干个流体阀对应与其余若干个接收线圈电连接，先通过发射线圈进行无线寻址控制接收线圈相对应的流体阀打开，再通过发射线圈进行无线寻址控制加热膜产生热量，使汽液相变腔内的低沸点液体沸腾变成蒸汽，低沸点液体经流体管道进入腕足内，使腕足产生变形弯曲。

技术领域

本发明涉及一种汽液相变驱动的无线寻址仿海星软体机器人，属于仿生技术领域。

背景技术

软体机器人由于其本身良好的柔顺结构、灵活连续的变形特性以及极高的安全性和环境适应性，使其在医疗康复、抢险救灾、资源勘测、管路检测以及军事侦查中有着巨大的应用潜力。现有的流体驱动的软机器人驱动通常需要多条气路输入通道及电缆，以达到每个执行器根据特定的预编程顺序分别充气和放气。机器人通过气路和电缆与外界相连，严重地制约了机器人的活动空间及机器人运动的灵活性。此外，现有的无线软体机器人大多背负电池和硬件控制设备，机器人工作时间、工作环境、体积尺寸等受到限制，如在人体内工作。一些化学驱动的机器人虽然没有电池及外界气源但是不能独立控制其运动，只能实现重复性动作。在软体机器人中，无电池、无栓、多自由度独立控制软体机器人运动是存在挑战性的。

发明内容

本发明是为了解决上述所提及到的技术问题，进而提供了一种汽液相变驱动的无线寻址仿海星软体机器人。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种汽液相变驱动的无线寻址仿海星软体机器人，它包括环向分布的柔性执行部分、位于柔性执行部分中间位置的控制部分及动力部分，其中所述柔性执行部分包括若干条腕足及对应固接在每条腕足底部的柔性形变限制层，所述控制部分包括发射线圈及若干个接收线圈，所述动力部分包括加热膜、位于加热膜上方的汽液相变腔以及位于汽液相变腔内的低沸点液体，每条腕足与汽液相变腔之间均通过流体管道连通，每条流体管道上均设置有流体阀，且所述加热膜与一个接收线圈电连接，若干个流体阀对应与其余若干个接收线圈电连接，软体机器人作动过程中，先通过发射线圈进行无线寻址控制接收线圈相对应的流体阀打开，再通过发射线圈进行无线寻址控制加热膜产生热量，使汽液相变腔内的低沸点液体沸腾变成蒸汽，低沸点液体经流体管道进入腕足内，使腕足产生变形弯曲。

进一步地，腕足的数量为五个。

进一步地，每条腕足均包括若干腕足腔室，且若干腕足腔室的下部之间连通设置。

进一步地，每条腕足的腕足腔室数量为四个。

进一步地，动力部分位于控制部分的上方。

进一步地，六个接收线圈位于发射线圈的上方。

进一步地，所述低沸点液体为乙醚。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本申请控制部分采用无线寻址控制，比现有技术中的无线控制相比，简单且不需要额外控制芯片，可作为嵌入式器件集成在软体机器人内部。

2、本申请采用无线传输供电，比现有技术中的携带电池方案相比较，供电时间更长，对外部环境更友好、无害。

3、本申请驱动采用汽液相变方式，可嵌入集成在软体机器人内部，比现有技术中的携带压力源软体机器人相比，重量更轻，整体柔性更高、驱动声音更小。

4、本申请只需在汽液相变腔内灌入低沸点液体就能可以实现无携带电池、复杂驱动无线控制的效果，可适用于植入式医疗器械(如人工器官)、无束缚机器人和可穿戴辅助设备。