[发明专利]一种柔性足及模块化柔性机器人

说明书

本发明公开了一种柔性足，包括第一固定架、第一电磁铁、安装座、第二固定架、第二电磁铁和足部；第一电磁铁固定在第一固定架的底部；安装座与第一固定架铰接，安装座上设有安装孔位；第二固定架设置在安装座的对侧；第二电磁铁固定在第二固定架的底部；足部连接在安装座与第二固定架之间，足部为柔性材料构成，且足部上设有伸缩驱动组件，伸缩驱动组件用于使足部实现伸缩变形。本发明通过驱动足部进行弹性伸缩并且与各电磁铁之间的配合，能够实现柔性足在船体表面行走爬行的过程，从而充当移动平台搭载相应传感器来代替人工实现对船体检测，同时能够对船体的陡峭部分进行攀爬检测，使得检测范围更为广泛。

技术领域

本发明涉及柔性机器人技术领域，具体是一种柔性足及模块化柔性机器人。

背景技术

船舶一般都是由钢铁等铁磁性材料制造，随着中国造船业的崛起，船体检测在船舶工业中的应用愈来愈广泛，船体检测是指对船体结构进行定期或不定期的检查、维护和修理，通常包括外部和内部检查，以确定船体是否存在任何损伤、腐蚀或其他结构问题，并采取必要的措施进行修复和维护，船体检测是船舶运营安全的重要组成部分，也是各国航海法规所要求的必要程序之一。

在对船体进行检测时，处于安全的区域，例如甲板或船舱，可以通过检测人员手持检测设备进行检测，但是人工检测存在效率低，成本颇高的问题，而且船体内存在的危险区域容易导致检测人员受伤或者失去生命的风险，因此利用移动机器人代替人工进行检测，成为一个重要的发展方向。

现有的移动机器人通常使用轮子、履带、腿步行走等方式进行移动。但对于船体检测来说，需要使移动机器人沿着船体的所要检测的部位移动进行检测，而遇到一些陡峭区域时，例如舷侧外板或船体高处内顶面时，大部分机器人并不具备攀爬的功能，因此无法对这部分区域进行检测，导致检测区域有局限性。

发明内容

为达到上述目的，本发明公开了一种柔性足及模块化柔性机器人，通过驱动足部进行弹性伸缩并且与各电磁铁之间的配合，能够实现柔性足在船体表面行走爬行的过程，从而充当移动平台搭载相应传感器来代替人工实现对船体检测，同时能够对船体的陡峭部分进行攀爬检测，使得检测范围更为广泛。

本发明的技术方案是：一种柔性足，包括第一固定架、第一电磁铁、安装座、第二固定架、第二电磁铁和足部；第一电磁铁固定在所述第一固定架的底部；安装座与所述第一固定架铰接，安装座上设有安装孔位；第二固定架设置在所述安装座的对侧；第二电磁铁固定在第二固定架的底部；足部连接在所述安装座与第二固定架之间，所述足部为柔性材料构成，且足部上设有伸缩驱动组件，所述伸缩驱动组件用于使足部实现伸缩变形。

优选的，所述伸缩驱动组件包括电机和绞盘；电机固定在所述安装座的顶部；绞盘设置空腔内，所述空腔开设在安装座的内部，所述电机的输出轴延伸至安装座的空腔内与绞盘同心固定，绞盘上缠绕有引绳，所述足部呈长条状，足部的一侧设有呈波浪锯齿状的凸起，凸起上设有孔洞，孔洞的轴线与所述足部的长度方向平行，足部的一端与所述安装座背对第一固定架的侧壁固定，所述牵引绳远离绞盘的一端依次穿过安装座以及足部上设置的孔洞后，与所述足部远离安装座的一端固定连接，所述第二固定架与所述足部远离安装座的一端铰接。

优选的，所述绞盘的下端固定有第三电磁铁，且与第三电磁铁同心设置。

优选的，所述足部远离安装座的一端设有倒刺防滑结构，所述第三电磁铁通过螺丝与绞盘的下端可拆卸连接，所述第二固定架呈U型，且开口正对倒刺防滑结构设置，第二固定架的两侧壁通过铰接轴与与所述足部的侧壁铰接。

优选的，所述足部、第一固定架和第二固定架均采用热塑性聚氨酯弹性体柔性材料制成。

本发明还公开了一种模块化柔性机器人，包括四个上述的柔性足，还包括母体框架，所述母体框架为八边形框体结构，四个绳驱动的柔性足设置在所述母体框架的外侧，且分别位于母体框架的四个斜边处，每个绳驱动的柔性足中的安装座的侧壁与所述母体框架的侧壁可拆卸连接。