[发明专利]一种记忆合金驱动的多模态机器人

摘要

本发明公开了一种基于形状记忆合金驱动的多模态机器人，属于机器人技术领域。本发明根据海洋生物海星的运动特点，利用仿生学、机械制造学及材料学制作出了壳体形状为球形的多模态机器人。机器人的足部采用硅胶材料制作而成，利用形状记忆合金集成性高、输出功重比大的特点，将形状记忆合金弹簧作为机器人的驱动器。为了进一步提升机器人的运动效率、环境适应能力，为机器人设计了壳体分离模块，在电磁铁的驱动下，机器人的球形壳体可实现分离与闭合，机器人壳体分离后可呈现两个相同的运动模块。为机器人在不同作业任务下设计了不同的步态规划，在开环的控制下，能使机器人实现爬行、绕障、跨障、滚动及壳体分离等动作。该发明提出了机器人制作方面的“多模态”思想，刚柔结合的理念可帮助机器人具备刚性、柔性机器人的优点，提升了其环境适应能力。

主权项

1.一种记忆合金驱动的多模态机器人，其特征在于：本发明所制作的机器人由3D打印的球形壳体、硅胶制作的软足、形状记忆合金弹簧和电磁铁组成；机器人可以呈现柔性模态和刚性模态；该方法包括如下步骤：步骤1：参照海星的运动结构并结合仿生机理制作出齿形足，采用柔性材料硅胶作为齿形足的制作材料；步骤2：结合运动效率较高的球形机器人表面结构，利用3D打印技术制作机器人的刚性部分的躯体，制作材料采用树脂；步骤3：根据机器人的硅胶足弯曲所需要的力，选择出合适的记忆合金弹簧作为足部驱动器，由于足的两侧受力不同，因此采用两种形状记忆合金弹簧分别作为上下侧的驱动器；步骤4：根据壳体、形状记忆合金弹簧及硅胶足的重量，选择出合适的电磁铁作为机器人实现壳体分离的模块；步骤5：将机器人的部件进行组装。包含：足部单元、壳体单元、电磁铁单元、驱动单元；步骤6：根据机器人索要实现不同的作业任务，为机器人设计出不同的步态规划，由于机器人能实现爬行、绕障、避障、滚动及壳体分离等功能，因此需要为机器人设计5种步态规划。