[发明专利]一种微型机器人

说明书

一种微型机器人，包括机器人骨架和位于所述机器人骨架下方的结构层，所述机器人骨架包括带有支撑结构的躯干，所述结构层包括前、后腿部、左、右静电力吸附脚垫、左、右连接薄膜，前、后腿部与地面接触的部分为圆弧形，左、右静电力吸附脚垫分别通过左、右连接薄膜连接于所述前腿部的圆弧形部分的两侧。该微型机器人能够在背负负载的情况下，依靠圆弧腿结构的设计和静电力吸附脚垫实现灵活的转向，且能够实现很小的转弯半径。该微型机器人转向控制灵活，速度快，且带负载能力强。

技术领域

本发明涉及微型机器人领域。

背景技术

随着微机电系统(MEMS)科学与技术的发展，微型机器人技术应运而生。具有毫米和厘米级组件的微型机器人比大型机器人拥有更多优势：它们的小尺寸能够在大型机器人不可行或不可能的环境中运行，能够在狭小的环境中进行精细的操作；微型机器人造价低廉，可以大批量生产，并且可以用他们组建灵活性高且鲁棒性强的传感通信网络。也正因如此，激励着世界各国科研人员不断对微型机器人在一些苛刻条件下的应用展开研究，比如微型机器人可以在自然灾害救援、自然环境探测、医疗检查甚至军事领域展现其不凡的作用。

由于柔性机器人的机体本质上由柔软或者可伸长的材料制成，这些材料可以变形并能吸收碰撞产生的大部分能量，与刚性机器人相比，柔性机器人体积小、质量轻，具备更强的负载体重比，柔性可变形的身体结构可以减少对外界环境硬接触时带来的冲击破坏，如在踩踏、碾压后仍能正常工作。较高的鲁棒性和与人体接触的安全性逐渐让科研人员重视起对柔性微型机器人实际应用的研究。但是正是由于柔性结构的设计，也使得负载质量对机器人运动性能的影响更加显著。虽然现在有可以实现转向的柔性机器人，但是在背负负载的情况下柔性微型机器人的转向还不够灵活。如何在柔性微型机器人背负电子设备、传感器、救援药品等负载的情况下实现高灵活度的转向，对柔性微型机器人实现实用化具备重要的价值和意义。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种微型机器人，可以在背负负载的情况下实现高灵活度转向。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种微型机器人，其具有行进动力源，该微型机器人包括机器人骨架和位于所述机器人骨架下方的结构层，所述机器人骨架包括带有支撑结构的躯干，所述结构层包括前腿部、后腿部、左静电力吸附脚垫、右静电力吸附脚垫、左连接薄膜以及右连接薄膜，所述前腿部和所述后腿部的上表面连接于所述躯干的下表面，所述前腿部和所述后腿部与地面接触的部分为圆弧形，所述左静电力吸附脚垫通过所述左连接薄膜连接于所述前腿部的圆弧形部分的一侧，所述右静电力吸附脚垫通过所述右连接薄膜连接于所述前腿部的圆弧形部分的另一侧。

进一步地：

所述支撑结构包括四个支撑柱、前支撑横梁以及后支撑横梁，其中二个支撑柱设置在所述躯干的前部的两侧，所述前支撑横梁设置在所述二个支撑柱上，另外二个支撑柱设置在所述躯干的后部的两侧，所述后支撑横梁设置在所述另外二个支撑柱上。

还包括粘接在所述支撑柱用于加固所述支撑柱的加固薄膜。

所述前腿部和所述后腿部还包括用来粘接所述躯干的矩形部分。

所述前腿部的矩形部分与圆弧部分的夹角范围为[30度，90度]，所述后腿部的矩形部分与圆弧部分的夹角范围为[90度，150度]。

所述前腿部和所述后腿部各由薄膜材料折叠形成所述矩形部分与所述圆弧部分，所述前腿部和所述后腿部各自展开后的总长度范围是[6毫米，20毫米]，所述圆弧部分与地面接触的切线到折叠线的距离范围是[3毫米，17毫米]。

所述前腿部和所述后腿部的矩形部分的宽度与所述躯干的宽度一致。