[发明专利]基于柔性折叠磁性薄膜的自驱动磁控柔性机器人

说明书

本公开提供了一种基于柔性折叠磁性薄膜的自驱动磁控柔性机器人，包括：磁性薄膜、柔性基底和柔性电磁线圈。柔性基底与磁性薄膜的两端相连接。磁性薄膜的长度大于柔性基底的长度，磁性薄膜弯曲形成拱形结构。柔性电磁线圈与柔性基底相连接，且与拱形结构相对设置。本公开由结构本身提供磁场与电磁场，以永磁场与电磁场之间的相互作用力作为驱动力，实现机器人自驱动。

技术领域

本公开涉及软体机器人领域，尤其涉及一种基于柔性折叠磁性薄膜的自驱动磁控柔性机器人。

背景技术

随着科技的进步和自动化需求的增加，机器人技术已经广泛应用于工业、军事及医疗等领域，目前已有不同类型的机器人相继被研究与开发。大多数传统的机器人是由硬质材料制成的，输出力量大、速度快、精度高，但是传统机器人的结构复杂，灵活性差，其并不能通过狭窄的空间，不能适应形状复杂的通道，使用场景受到了极大的限制。由于传统刚性机器人的上述缺点，软体机器人逐渐得到发展。现阶段，随着对仿生机理研究的深入，研究者们研制出不同类型的软体机器人，不同的软体机器人可以根据实际需要任意改变自身形状、尺寸和位置，在复杂的环境中作业，与刚性机器人相比具有高顺应性、高适应性等特点，在工业、农业、医疗、救灾等领域均有广阔的应用前景。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基于柔性折叠磁性薄膜的自驱动磁控柔性机器人，以解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种基于柔性折叠磁性薄膜的自驱动磁控柔性机器人，包括：

磁性薄膜，所述磁性薄膜弯曲形成拱形结构；

柔性基底，与所述磁性薄膜的两端相连接；所述磁性薄膜的长度大于所述柔性基底的长度；

柔性电磁线圈，与所述柔性基底相连接，且与所述拱形结构相对设置。

在本公开的一些实施例中，在拉伸状态下的所述柔性基底与所述磁性薄膜的两端相连接。

在本公开的一些实施例中，柔性基底还包括：

容置槽，设置于所述柔性基底上；所述柔性电磁线圈设置于所述容置槽内，且与所述柔性基底相连接。

在本公开的一些实施例中，所述拱形结构的高度随所述柔性基底拉伸距离的增大而增大。

在本公开的一些实施例中，所述柔性基底的拉伸量为0.5-2mm。

在本公开的一些实施例中，所述拱形结构的两端与所述柔性基底相连接。

在本公开的一些实施例中，所述拱形结构和所述柔性电磁线圈的个数为n，其中，n≥1；所述容置槽的个数为k，其中，k≥1。

在本公开的一些实施例中，所述容置槽的个数不小于所述柔性电磁线圈的个数。

在本公开的一些实施例中，所述拱形结构的最高点与所述柔性电磁线圈的中心共线。

在本公开的一些实施例中，所述磁性薄膜采用至少一种折叠方式进行单向充磁后展开获得具有自定义磁场分布的磁性薄膜。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开基于柔性折叠磁性薄膜的自驱动磁控柔性机器人至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)本公开由本身提供磁场驱动机器人可控地向前或向后运动，避免了外部亥姆赫兹线圈驱动带来的运动场景受限的问题。

(2)本公开通过折纸技术即可实现特定薄膜上不同区域的自定义磁场排布，对比未折叠的磁性薄膜极大的增强了磁性薄膜的磁性。