An autonomous rolling soft robot based on dielectric elastomer consists of a robot body, a control system set inside the robot body and a number of dielectric elastomer actuator legs and feet set outside the robot body. The dielectric elastomer actuator legs and feet include a flexible frame, a reinforcing frame and the legs and feet set on the robot body. Dielectric elastomer thin film. The robot has the advantages of simple structure, light weight, convenient control, quiet operation, full flexibility and good impact resistance. The legs and feet of each dielectric elastomer actuator can be controlled by applying voltage to drive the robot to roll rapidly, and the integrated sensor and control system can realize autonomous rolling.
【技术实现步骤摘要】
基于介电弹性体的自主滚动软体机器人
本专利技术涉及一种机器人领域的技术,具体是一种基于介电弹性体的自主滚动软体机器人。
技术介绍
随着人工智能技术、新材料技术以及各方面应用技术的发展,机器人技术正从传统的工业制造领域向医疗服务、环境勘测、军事侦察等领域迅速扩展,机器人的作业环境从简单、固定、可预知的结构化环境变为复杂、动态、不确定的非结构化环境,这就要求机器人研究在结构、感知、控制、智能等方面给出新方法以适应新环境、新任务、新需求。滚动机器人拥有较高的移动效率和速度,且结构形式一般为球形或封闭链环状,其控制系统和精密元件可以被外壳包裹而受到保护;滚动机器人和地面接触压力较低,这使得它们能够在较软的地面上运动,如砂砾、雪地、浅滩、泥淖或植被。这些优点使得滚动机器人特别适用于科学探测和军事侦察。
技术实现思路
本专利技术针对滚动机器人大多是刚性结构,而且结构复杂笨重,抗冲击性较差,控制相对复杂而且制作成本较高等缺陷,提出一种基于介电弹性体的自主滚动软体机器人,通过介电弹性体驱动器推动机器人高速滚动,实现了机器人结构的全柔性化,并集成了控制系统和传感器,可以实现自主滚动,且机器人具有质轻、成本低、控制方便、抗冲击、作动安静等优点。本专利技术是通过以下技术方案实现的:本专利技术包括:机器人主体、设置于机器人主体内部的控制系统和设置于机器人主体外部的若干介电弹性体驱动器腿足,其中:介电弹性体驱动器腿足包括柔性框架、加强框架以及设置于其间的介电弹性体薄膜。所述的介电弹性体驱动器腿足为介电弹性体最小能量结构驱动器,通过将预拉伸的介电弹性体薄膜粘贴在中心开孔的柔性框架上并贴上 ...
【技术保护点】
1.一种基于介电弹性体的自主滚动软体机器人,其特征在于,包括:机器人主体、设置于机器人主体内部的控制系统和设置于机器人主体外部的若干介电弹性体驱动器腿足,其中:介电弹性体驱动器腿足包括柔性框架、加强框架以及设置于其间的介电弹性体薄膜;所述的介电弹性体驱动器腿足为介电弹性体最小能量结构驱动器,通过将预拉伸的介电弹性体薄膜粘贴在中心开孔的柔性框架上并贴上加强框架制成;当介电弹性体驱动器腿足制作完成后会自组装成为旋转关节结构,此时的介电弹性体薄膜变为马鞍形,当对介电弹性体薄膜两侧的柔性电极施加电压时,介电弹性体驱动器腿足会绕轴旋转,逐渐展平,并对外输出推力。
【技术特征摘要】
1.一种基于介电弹性体的自主滚动软体机器人,其特征在于,包括:机器人主体、设置于机器人主体内部的控制系统和设置于机器人主体外部的若干介电弹性体驱动器腿足,其中:介电弹性体驱动器腿足包括柔性框架、加强框架以及设置于其间的介电弹性体薄膜;所述的介电弹性体驱动器腿足为介电弹性体最小能量结构驱动器,通过将预拉伸的介电弹性体薄膜粘贴在中心开孔的柔性框架上并贴上加强框架制成;当介电弹性体驱动器腿足制作完成后会自组装成为旋转关节结构,此时的介电弹性体薄膜变为马鞍形,当对介电弹性体薄膜两侧的柔性电极施加电压时,介电弹性体驱动器腿足会绕轴旋转,逐渐展平,并对外输出推力。2.根据权利要求1所述的自主滚动软体机器人,其特征是,所述的介电弹性体薄膜由两面覆盖柔性电极的聚丙烯酸酯、硅胶或天然橡胶薄膜组成,柔性框架和加强框架为不同厚度的PET通过激光切割制作而成。3.根据权利要求1或2所述的自主滚动软体机器人,其特征是,所述的加强框架采用更厚刚度相对更大的PET片材以使得介电弹性体驱动器腿足只在一个方向绕轴动作。4.根据权利要求1所述的自主滚动软体机器人,其特征是,所述的介电弹性体驱动器腿足为八个且均匀设置于机器人主体圆周上,每个介电弹性体驱动器腿足在电压作用下单独动作产生推力推动机器人向前滚动,增加介电弹性体驱动器腿足的...
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