仿生软体清洁机器人制造技术

仿生软体清洁机器人，它涉及一种软体机器人，它包括主体软体结构、充抽气吸附运动机构、碰撞传感器、气动补给控制器、气缸活塞机构、视觉传感器和清洁工具；所述主体软体结构内两侧分别安装有充放气的气囊；所述主体软体结构的底部前后面上对称布置有所述充抽气吸附运动机构；所述碰撞传感器布置在所述主体软体结构的四周；所述视觉传感器布置在所述主体软体结构的前后两侧；所述气缸活塞机构布置在主体软体结构中部。本发明专利技术可以实现对狭小角落空间的清扫，并且由于其仿尺蠖的运动方式可以也爬壁实现墙壁或者玻璃的表面清洁，并且这种运动方式有良好的越障能力。

【技术实现步骤摘要】
仿生软体清洁机器人
本专利技术涉及一种软体机器人，具体涉及一种仿生软体清洁机器人。
技术介绍
随着技术的发展与进步，扫地机器人的专利技术逐渐替代了人工打扫，为人们在清洁方面节省了大量的时间精力。自动扫地机器人，是一种智能扫地、吸尘工具，是一种配备了微电脑系统的电动保洁设备，它能能够按照人们的设置清洁房间的某一特定部分或全部。自动扫地机优于普通吸尘器的地方主要体现在：省时、省力，清洁过程可以全自动化，减轻人工操作负担；比一般吸尘器的噪音小，清洁房间的过程免受噪音之苦；还可以净化空气，内置活性炭、吸附空气中有害物质，粉尘净化率高达96％，清扫效率接近100％。传统的扫地机器人大多以刚性构件的为主，通过控制系统驱动刚性零部件可以实现对扫地机器人的精密的控制进行大部分地面的清洁。传统的扫地机器人全部由刚性部件包括外壳、驱动电机、运动滚轮轴承等组成。近年来，随着软体技术和软体材料的发展，软体机器人逐渐成为机器人领域的热点重点研究新方向。它有着多自由度、可针对不同的环境改变自身的结构形状，这类机器人一般具有充分的柔顺性、较高的环境适应性，并且可以运用到一些刚性机器人所力所不及的地方，如救援搜救、科学军事勘探、医疗救治等领域。由于刚性结构的限制，传统的扫地机器人达不到全方位的清洁，而且只能用在地面的清洁上，使得其应用领域也得到了限制，减少了它的应用。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术不足，提供一种仿生软体清洁机器人，该机器人具有较高的弹性和柔软性，可以实现对狭小角落空间的清扫，并且由于其仿尺蠖的运动方式可以也爬壁实现墙壁或者玻璃的表面清洁，并且这种运动方式有良好的越障能力。本专利技术采用的技术方案是：仿生软体清洁机器人，它包括主体软体结构、充抽气吸附运动机构、碰撞传感器、气动补给控制器、气缸活塞机构、视觉传感器和清洁工具；所述主体软体结构内两侧分别安装有充放气的气囊；所述主体软体结构的底部前后面上对称布置有所述充抽气吸附运动机构；所述碰撞传感器布置在所述主体软体结构的四周；所述视觉传感器布置在所述主体软体结构的前后两侧；所述气缸活塞机构布置在主体软体结构中部，且气缸活塞机构的活塞的运动控制机器人的前后运动；所述气动补给及控制器通过柔性输送管道控制主体软体结构的气囊、充抽气吸附运动机构和气缸活塞机构的充放气；气动补给及控制器通过导线与碰撞传感器和视觉传感器电连接；清洁工具布置在主体软体结构的底部前后面上。进一步地，主体软体结构的材料为天然橡胶。进一步地，碰撞传感器为超声波探测器。进一步地，每个所述充抽气吸附运动机构包括吸盘座和三个小吸盘；吸盘座上均布有三个小吸盘，每个小吸盘包括限位螺母、缓冲弹簧、缓冲杆和带有吸槽的塑料吸盘；缓冲杆下端与塑料吸盘螺纹连接，缓冲杆的上端安装有限位螺母，缓冲杆中部沿杆长方向设有向塑料吸盘的吸槽充放气的中心通气通道，缓冲杆上套装有缓冲弹簧，缓冲弹簧设置在限位螺母和塑料吸盘之间，缓冲杆的上端设置有通气接口，通气接口安装在吸盘座上并与气动补给控制器连接，气体通道与通气接口连接。本专利技术相比现有技术的有益效果是：1、不同于传统机器人的刚体结构，本专利技术整个主体软体结构由软质材料制成，并模拟尺蠖独特的运动方式，利用气缸活塞前后交替运动，通过充气和抽气的过程实现对软体机器人的灵活控制，避免了以往机器人遇到障碍只能避开的缺点，可实现良好的跨越障碍能力和全方位清扫效果。2、本专利技术的软体机器人将动力控制模块和机器人本体分成两部分，可通过柔性传输线路对机器人进行持续不间断的驱动和控制，具有结构简单、易于控制、操作方便、续航能力持久的优点。3、本专利技术采用吸盘结构的固定方式，利用多个吸盘共同协调作用使得该软体机器人除了可以在地面上运行以外还可以实现墙壁或者玻璃上的爬壁运动，多方位地进行清洁功能，应用广泛。4、本专利技术主体软体结构四周角落安装有超声波探测器，前后两端分别装有视觉传感器，通过整合超声波探测器和视觉传感器的信息，可以对运动轨迹进行记录并对运动进行实时控制，实现路径规划和越障功能。附图说明图1为本专利技术整体结构立体图；图2为本专利技术整体结构仰视图；图3为本专利技术整体结构透视图；图4为本专利技术主体软体结构示意图；图5为本专利技术吸附运动机构的吸盘的整体结构图；图6为图5的A-A向视图；图7为气缸活塞机构整体结构图；图8为图7的B-B向视图；图9为清洁物件的布置示意图；图10为本专利技术吸附运动机构的布置示意图；图11为气缸伸长后本专利技术仿生软体清洁机器人状态示意图；图12为气缸收缩后本专利技术仿生软体清洁机器人状态示意图；图13为本专利技术的控制原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1-图4所示，仿生软体清洁机器人，它包括主体软体结构1、充抽气吸附运动机构2、碰撞传感器3、气动补给控制器4、气缸活塞机构5、视觉传感器6和清洁工具7；所述主体软体结构1内两侧分别安装有充放气的气囊104；所述主体软体结构1的底部前后面上对称布置有所述充抽气吸附运动机构2；所述碰撞传感器3布置在所述主体软体结构1的四周；所述视觉传感器6布置在所述主体软体结构1的前后两侧；所述气缸活塞机构5布置在主体软体结构1中部，且气缸活塞机构5的活塞506的运动控制机器人的前后运动；所述气动补给及控制器4通过柔性输送管道控制主体软体结构1的气囊104、充抽气吸附运动机构2和气缸活塞机构5的充放气；气动补给及控制器4通过导线与碰撞传感器3和视觉传感器6电连接；清洁工具7布置在主体软体结构1的底部前后面上。较佳地，主体软体结构1的材料为天然橡胶。天然橡胶具有优异的综合物理机械性能，在常温下具有很好的弹性，略有塑性，低温时结晶硬化，有较好的耐碱性和略有塑性，低温时结晶硬化，有较好的耐碱性。如图4所示，所述主体软体结构1上布置有碰撞传感器存放空间101、视觉传感器存放空间107、气缸活塞机构存放空间105和气体通道106，气体通道106与所述柔性输送管道连通。较佳地，所述碰撞传感器3为超声波探测器。碰撞传感器3位于主体软体结构1的四个角落，当软体机器人运功到接近墙角或者碰触障碍物的时候，超声波探测器可实时检测机器人与障碍物之间的距离，将反馈信息传递给气动补给及控制器4控制机器人改变运动路径。视觉传感器6分布在软体机器人的前后两端各一个，配合超声波探测器共同对运动碰撞进行探测和视觉处理并及时采取规避措施。气囊位于主体软体结构1机器人前进方向的左右两侧，所述的气动补给及控制器4包括气泵补给装置和信息处理与控制模块103，放置在机器人外部并利用柔性传输管道与电信号线路和机器人连接，共同协调控制运作实现软体机器人的运动清理功能。通过气动补给装置给气囊104充气或者放气，通过改变左右两侧气囊的体积大小来使得主体软体结构1向左或者向右弯曲，实现转弯。如图13所示，视觉传感器6由微型摄像头和视觉图像处理元件组成，共有两个分别安置在该软体机器人的前、后两端，采集视觉信息并对其进行分析，传送给传感缓冲视觉处理模块，最后通过电信号线路传送到传感信息处理与控制模块进行进一步处理。如图13所示，电源控制外部控制模块和气泵补给装置，视觉传感器6和超声波探测器得到数据信息传递给内部的传感缓冲视觉处理模块，最后传输到信息处理与控制模块进行数据处理，控制气泵补给装置动作，进而给主体软体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.仿生软体清洁机器人，其特征在于：它包括主体软体结构(1)、充抽气吸附运动机构(2)、碰撞传感器(3)、气动补给控制器(4)、气缸活塞机构(5)、视觉传感器(6)和清洁工具(7)；所述主体软体结构(1)内两侧分别安装有充放气的气囊(104)；所述主体软体结构(1)的底部前后面上对称布置有所述充抽气吸附运动机构(2)；所述碰撞传感器(3)布置在所述主体软体结构(1)的四周；所述视觉传感器(6)布置在所述主体软体结构(1)的前后两侧；所述气缸活塞机构(5)布置在主体软体结构(1)中部，且气缸活塞机构(5)的活塞(506)的运动控制机器人的前后运动；所述气动补给及控制器(4)通过柔性输送管道控制主体软体结构(1)的气囊(104)、充抽气吸附运动机构(2)和气缸活塞机构(5)的充放气；气动补给及控制器(4)通过导线与碰撞传感器(3)和视觉传感器(6)电连接；清洁工具(7)布置在主体软体结构(1)的底部前后面上。

【技术特征摘要】
1.仿生软体清洁机器人，其特征在于：它包括主体软体结构(1)、充抽气吸附运动机构(2)、碰撞传感器(3)、气动补给控制器(4)、气缸活塞机构(5)、视觉传感器(6)和清洁工具(7)；所述主体软体结构(1)内两侧分别安装有充放气的气囊(104)；所述主体软体结构(1)的底部前后面上对称布置有所述充抽气吸附运动机构(2)；所述碰撞传感器(3)布置在所述主体软体结构(1)的四周；所述视觉传感器(6)布置在所述主体软体结构(1)的前后两侧；所述气缸活塞机构(5)布置在主体软体结构(1)中部，且气缸活塞机构(5)的活塞(506)的运动控制机器人的前后运动；所述气动补给及控制器(4)通过柔性输送管道控制主体软体结构(1)的气囊(104)、充抽气吸附运动机构(2)和气缸活塞机构(5)的充放气；气动补给及控制器(4)通过导线与碰撞传感器(3)和视觉传感器(6)电连接；清洁工具(7)布置在主体软体结构(1)的底部前后面上。2.根据权利要求1所述仿生软体清洁机器人，其特征在于：主体软体结构(1)的材料为天然橡胶。3.根据权利要求1或2所述仿生软体清洁机器人，其特征在于：所述碰撞传感器(3)为超声波探测器。4.根据权利要求3所述仿生软体清洁机器人，其特征在于：所述主体软体结构(1)上布置有碰撞传感器存放空间(101)、视觉传感器存放空间(107)、气缸活塞机构存放空间(105)和气体通道(106)，该气体通道(106)与所述柔性输送管道连通。5.根据权利要求4所述仿生软体清洁机器人，其特征在于：每个所述充抽气吸附运动机构(2)包括吸盘座(20)和三个小吸盘(21)；吸盘座(20)上均布有三个小吸盘(21)，每个小吸盘(21)包括限位螺母(213)、缓冲弹簧(214)、缓冲杆(215)和带有吸槽的塑料吸盘(216)；缓冲杆(...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁丹，李平，梁冬泰，陈兴，吴晓成，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33