基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人

摘要

基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，为解决传统刚体机器人存在的机械结构复杂、由度较小、环境适应性差、控制方式复杂、质量重、成本高的问题。本发明包括上换向体、下换向体、轴筒和封头，上换向体包括上圆盘、两个上换向体爬行脚、两个向下凸块和两个上形状记忆弹簧，下换向体包括下圆盘、两个下换向体爬行脚、两个向上凸块和两个下形状记忆弹簧，上换向体与下换向体上、下设置，且上换向体上的向下凸块和下换向体上的向上凸块均朝向里面，第一直线与第三直线之间的锐角为45°，轴筒的下端穿过上圆孔和下圆孔，封头设置在下圆盘的下面并与轴筒固定连接。本发明可用于军事侦察、科学探测、灾难救援等复杂环境或狭小空间下的运动。

主权项

一种基于智能材料的四足可换向爬行软体机器人，其特征在于：所述机器人包括上换向体(A)、下换向体(B)、轴筒(C)和封头(D)，上换向体(A)包括上圆盘(1)、两个上换向体爬行脚(2)、两个向下凸块(3)和两个上形状记忆弹簧(4)，上圆盘(1)的中心处设有上圆孔(1‑1)，两个上换向体爬行脚(2)沿上圆盘(1)的第一直线(M‑M)布置且对称设置在上圆盘(1)的两侧，上换向体爬行脚(2)与上圆盘(1)的水平面呈向下倾斜设置，两个上形状记忆弹簧(4)对称设置在上圆孔(1‑1)的两侧，第一直线(M‑M)与第二直线(N‑N)相垂直，两个上形状记忆弹簧(4)与两个向下凸块(3)一一对应，两个上形状记忆弹簧(4)以上圆孔(1‑1)为基准对称设置，从上圆盘(1)的仰视看去，每个上形状记忆弹簧(4)斜向设置在向下凸块(3)的顺时针一侧，且上形状记忆弹簧(4)由上圆盘(1)的边缘向中心、由第二直线(N‑N)向外侧斜向设置，且上形状记忆弹簧(4)与向下凸块(3)固定连接；下换向体(B)包括下圆盘(11)、两个下换向体爬行脚(22)、两个向上凸块(33)和两个下形状记忆弹簧(44)，下圆盘(11)的中心处设有与上圆孔(1‑1)正对的下圆孔(11‑1)，两个下换向体爬行脚(22)沿下圆盘(11)的第三直线(S‑S)布置且对称设置在下圆盘(11)的两侧，下换向体爬行脚(22)与下圆盘(11)的水平面呈向下倾斜设置，两个下形状记忆弹簧(44)对称设置在下圆孔(11‑1)的两侧，第四直线(T‑T)与第三直线(S‑S)相垂直，两个下形状记忆弹簧(44)与两个向上凸块(33)一一对应，两个下形状记忆弹簧(44)以下圆孔(11‑1)为基准对称设置，从下圆盘(11)的俯视看去，每个下形状记忆弹簧(44)斜向设置在向上凸块(33)的逆时针一侧，且下形状记忆弹簧(44)由下圆盘(11)的边缘向中心、由第四直线(T‑T)向外侧斜向设置，且下形状记忆弹簧(44)与向上凸块(33)固定连接；上换向体(A)与下换向体(B)上、下设置，且上换向体(A)上的向下凸块(3)和下换向体(B)上的向上凸块(33)均朝向里面，第一直线(M‑M)与第三直线(S‑S)之间的锐角(β)为45°，轴筒(C)的下端穿过上圆孔(1‑1)和下圆孔(11‑1)，封头(D)设置在下圆盘(11)的下面并与轴筒(C)固定连接，所述上换向体爬行脚(2)和下换向体爬行脚(22)均由电致活性聚合物驱动器构成，上形状记忆弹簧(4)和下形状记忆弹簧(44)的材质均为形状记忆合金或形状记忆聚合物。