[发明专利]一种基于充气式介电弹性体驱动器的轮形滚动机器人

说明书

本发明提供了一种基于充气式介电弹性体驱动器的轮形滚动机器人，涉及机器人领域，包括：横梁支撑、轮形滚动体和环设在横梁支撑的侧面，并与横梁支撑之间形成密闭的腔体的介电弹性体驱动器；介电弹性体驱动器包括柔性框架，其上设置有至少四组的圆孔，每组的圆孔至少有两个，柔性框架上贴设有介电弹性体薄膜且覆盖于各组圆孔上，各组内圆孔上覆盖的介电弹性体薄膜之间以串联的形式信号连接，各组之间的圆孔上覆盖的介电弹性体薄膜之间以并联的形式信号连接；本申请通过介电弹性体驱动器和高压气体推动机器人快速滚动，可以自主地实现快速、连续、稳定的向前、向后滚动运动，具有结构简单、响应快、质量轻、控制简单、抗冲击性好等优点。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于充气式介电弹性体驱动器的轮形滚动机器人。

背景技术

随着科技的不断发展，机器人在社会生产活动中的地位越来越重要。但是传统的刚性机器人通常是由金属、陶瓷等硬质材料制成，随着人们对机器人技术需求的不断提高，传统的机器人也因为其结构复杂、灵活性差、适应性差等不足，使其难以满足我们日常生产生活的需要。因此，研究和开发新型机器人具有重要意义。

相比于传统的轮式机器人或行走机器人，轮形滚动机器人是一种常见的机器人，具有高效的滚动运动效率，轮形滚动机器人具有更好的稳定性和机动性，容易从碰撞中恢复。由于这些优势，轮形滚动机器人非常适合在未知和各种但相对平坦的地形中使用，这在智能仿生、侦察、探索任务甚至娱乐行业中都有很大的潜力。

发明内容

本发明提供了一种基于充气式介电弹性体驱动器的轮形滚动机器人，其目的是为了解决现有机器人结构复杂、灵活性差等问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种基于充气式介电弹性体驱动器的轮形滚动机器人，包括：

横梁支撑；

轮形滚动体，设置在横梁支撑的两侧；

介电弹性体驱动器，环设在横梁支撑的侧面，并与横梁支撑之间形成密闭的腔体；所述介电弹性体驱动器包括柔性框架，所述柔性框架上设置有至少四组的圆孔，每组的圆孔至少有两个，柔性框架上贴设有介电弹性体薄膜且各介电弹性体薄膜覆盖于各组圆孔上，各组内圆孔上覆盖的介电弹性体薄膜之间以串联的形式信号连接，各组之间的圆孔上覆盖的介电弹性体薄膜之间以并联的形式信号连接；

所述介电弹性体薄膜在信号的控制下进行收缩或膨胀，介电弹性体薄膜透过圆孔形成支撑推动基于充气式介电弹性体驱动器的轮形滚动机器人以横梁支撑为转动轴进行转动。

优选的，所述横梁支撑包括控制仓和可存储压缩气体的刚性气腔，所述控制仓为空腔柱体，所述控制仓的端面设置有贯通孔，两个所述刚性气腔之间连接有导气管，所述导气管由贯通孔穿过控制仓，所述刚性气腔的侧壁上设置有透气孔，两个所述刚性气腔相互远离的端面分别设置有用以封闭刚性气腔的密封端盖，所述轮形滚动体设置在密封端盖上。

优选的，两个所述密封端盖中至少一个设置有气动单向阀。

优选的，所述介电弹性体薄膜由两面覆盖柔性电极的聚丙烯酸酯组成，柔性框架采用厚度为0.25mm的PET材料。

优选的，所述基于充气式介电弹性体驱动器的轮形滚动机器人还包括控制系统所述控制系统设置在控制仓内，所述控制系统包括控制器，所述控制器信号连接有PWM信号控制模块，所述PWM信号控制模块信号连接有高压放大模块，所述高压放大模块分别信号连接于各个圆孔上的介电弹性体薄膜，所述控制器还信号连接有自感检测模块，所述自感检测模块信号连接于各圆孔上的介电弹性体薄膜。

优选的，所述气动单向阀外壳采用PP材料，正向开启压力为2kpa。

优选的，所述轮形滚动体与密封端盖之间胶接固定。

本发明的上述方案有如下的有益效果：