一种可螺旋变形的软体机器人制造技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域，具体涉及一种软体机器人，特别是涉及一种可螺旋变形的软体机器人，包括主体套筒、外表面变形机构、行程控制线、变形控制线和气室，所述主体套筒的前端封闭，主体套筒的后端与气室固定连接；所述外表面变形机构固定连接在主体套筒的筒面上；所述行程控制线位于主体套筒内部，行程控制线的一端与主体套筒内部的前端固定连接，行程控制线的另一端固定连接在气室内；所述变形控制线位于主体套筒外部，变形控制线的一端与主体套筒外部的前端固定连接，变形控制线的另一端穿出外表面变形机构。本发明专利技术采用线、气双驱动控制，以实现长距运动与螺旋变形，环境适应性好，灵活性强，结构简单易于加工制造。

A Soft Robot with Spiral Deformation

The invention relates to the technical field of robots, in particular to a software robot capable of spiral deformation, including a main sleeve, an outer surface deformation mechanism, a stroke control line, a deformation control line and a gas chamber. The front end of the main sleeve is closed, and the back end of the main sleeve is fixed to the gas chamber; the outer surface deformation mechanism is fixed to the main body. On the cylinder surface of the body sleeve, the stroke control line is located inside the main sleeve, one end of the stroke control line is fixed with the front end of the main sleeve, and the other end of the stroke control line is fixed with the air chamber; the deformation control line is located outside the main sleeve, one end of the deformation control line is fixed with the front end of the main sleeve, and the other end of the deformation control line passes through the outside. Surface deformation mechanism. The invention adopts dual-drive control of line and gas to realize long-distance movement and spiral deformation, has good environmental adaptability, strong flexibility, simple structure and easy processing and manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
一种可螺旋变形的软体机器人
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种软体机器人，特别是涉及一种可螺旋变形的软体机器人。
技术介绍
在现实生活中，存在一种封闭空间，其外部通道尺度较小，多为狭小缝隙；而内部空间尺度较大。人们需要在不破坏外部结构的情况下对其内部作业。具体实例如地质勘探、自然灾害废墟中的抢险救灾、盲孔等特殊结构的清洁、越障抓捕等工作。对于极端场景下的任务要求，通常采用机器人代替人工的方式来完成。目前，刚性机器人已在多个领域得到了广泛的应用，但仍存在环境适应性差、灵活性不足、结构复杂等问题，尤其是难以适应上述变尺度工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可螺旋变形的软体机器人，采用线、气双驱动控制，以实现长距运动与螺旋变形，环境适应性好，灵活性强，结构简单易于加工制造。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种可螺旋变形的软体机器人，包括主体套筒、外表面变形机构、行程控制线、变形控制线和气室，所述主体套筒的前端封闭，主体套筒的后端与气室固定连接；所述外表面变形机构固定连接在主体套筒的筒面上；所述行程控制线位于主体套筒内部，行程控制线的一端与主体套筒内部的前端固定连接，行程控制线的另一端固定连接在气室内；所述变形控制线位于主体套筒外部，变形控制线的一端与主体套筒外部的前端固定连接，变形控制线的另一端穿出外表面变形机构。所述主体套筒呈圆柱体形，主体套筒由柔性塑料制成。所述外表面变形机构由若干短管排列而成；各短管轴向相对，各短管之间间隔设置，相对存在一定距离；各短管皆固定连接在主体套筒的筒面上；所述变形控制线的中端穿过各短管的内侧。所述短管为硬质短管。所述外表面变形机构内部的若干短管的轴线相连形成一条沿主体套筒外表面盘旋而上的螺旋线，该螺旋线自主体套筒后端延伸至主体套筒前端。所述气室包括密封盒、轴、把手、入气接口和出气接口；所述轴的中端转动配合连接在密封盒上，轴的内端位于密封盒内，行程控制线固定并缠绕在轴上；所述轴的外端固定连接把手；所述密封盒的一端设有入气接口，入气接口与气泵密封连接；所述密封盒的另一端设有出气接口，出气接口与主体套筒的后端密封连接，出气接口与主体套筒之间采用胶结或其他形式的连接方式，保证密封性能良好。所述轴与密封盒连接的轴承处采用机械密封。本专利技术的有益效果为：本专利技术的一种可螺旋变形的软体机器人，采用线、气双驱动控制，以实现长距运动与螺旋变形，环境适应性好，灵活性强，结构简单易于加工制造。本专利技术的软体机器人本体材料具有柔性，可通过收缩变形适应小尺度通道，也可通过蜷曲变形形成大尺度功能性结构，为弥补传统刚性机器人的缺陷提供了良好的解决途径。本专利技术的优点在于：1.拥有柔性的主体套筒，可适应小尺度通道；2.拥有较大工作空间，其行程长度由主体套筒的长度决定；3.其可以通过线驱动完成螺旋变形与回收，以适应可能的作业要求，操作较为便捷。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术内部主体套筒内卷状态示意图；图3为本专利技术进行螺旋变形状态的示意图；图4为本专利技术内部行程控制线和变形控制线的布置示意图；图5为本专利技术内部外表面变形机构的示意图；图6为本专利技术内部气室内部的结构示意图。图中：主体套筒1；外表面变形机构2；短管2-1；行程控制线3；变形控制线4；气室5；轴5-1；把手5-2；入气接口5-3；出气接口5-4。具体实施方式下面结合附图1-6对本专利技术作进一步详细说明。具体实施方式一：如图1-6所示，一种可螺旋变形的软体机器人，包括主体套筒1、外表面变形机构2、行程控制线3、变形控制线4和气室5，所述主体套筒1的前端封闭，主体套筒1的后端与气室5固定连接；所述外表面变形机构2固定连接在主体套筒1的筒面上；所述行程控制线3位于主体套筒1内部，行程控制线3的一端与主体套筒1内部的前端固定连接，行程控制线3的另一端固定连接在气室5内；所述变形控制线4位于主体套筒1外部，变形控制线4的一端与主体套筒1外部的前端固定连接，变形控制线4的另一端穿出外表面变形机构2。本专利技术的一种可螺旋变形的软体机器人，收纳状态下主体套筒1内卷，在使用时，通过气泵向气室5的内部充气，气室5内部的气体充入至主体套筒1内部后，主体套筒1的内卷部分逐渐外翻，主体套筒1的长度逐渐增加，此时通过操作行程控制线3的收放即可实时控制主体套筒1的行程；变形控制线4用于与外表面变形机构2配合控制主体套筒1变形。具体实施方式二：如图1-6所示，所述主体套筒1呈圆柱体形，主体套筒1由柔性塑料制成。所述主体套筒1采用柔性塑料制成，柔性较好，可适应小尺度通道。具体实施方式三：如图1-6所示，所述外表面变形机构2由若干短管2-1排列而成；各短管2-1轴向相对，各短管2-1之间间隔设置；各短管2-1皆固定连接在主体套筒1的筒面上；所述变形控制线4的中端穿过各短管2-1的内侧。所述短管2-1为硬质短管。所述外表面变形机构2内部的若干短管2-1的轴线相连形成一条沿主体套筒1外表面盘旋而上的螺旋线，该螺旋线自主体套筒1后端延伸至主体套筒1前端。所述变形控制线4位于主体套筒1外部，依次穿过外表面变形机构2的各个短管2-1，在前端与主体套筒1相连；在主体套筒1充气状态下抽动变形控制线4将迫使各个短管2-1靠近，从而使主体套筒1产生螺旋变形。具体实施方式四：如图1-6所示，所述气室5包括密封盒、轴5-1、把手5-2、入气接口5-3和出气接口5-4；所述轴5-1的中端转动配合连接在密封盒上，轴5-1的内端位于密封盒内，行程控制线3固定并缠绕在轴5-1上；所述轴5-1的外端固定连接把手5-2；所述密封盒的一端设有入气接口5-3，入气接口5-3与气泵密封连接；所述密封盒的另一端设有出气接口5-4，出气接口5-4与主体套筒1的后端密封连接。所述气室5在使用时，入气接口5-3与气泵密封连接，气泵可以通过入气接口5-3向密封盒内部充气，密封盒通过出气接口5-4向主体套筒1内部充气，使得主体套筒1的内卷部分逐渐外翻，主体套筒1的长度逐渐增加，此时通过操作把手5-2转动轴5-1，通过轴5-1实现对行程控制线3的缠绕或放松，进而实现对主体套筒1行程的实时控制。所述轴5-1与密封盒连接的轴承处采用机械密封。机械密封为现有技术中的动密封，防止通过把手5-2转动轴5-1进行行程控制线3的缠绕时发生漏气现象。本专利技术的工作原理为：本专利技术的一种可螺旋变形的软体机器人，收纳状态下主体套筒1内卷，在使用时，通过气泵向气室5的内部充气，气室5内部的气体充入至主体套筒1内部后，主体套筒1的内卷部分逐渐外翻，主体套筒1的长度逐渐增加，此时通过操作行程控制线3的收放即可实时控制主体套筒1的行程；变形控制线4用于与外表面变形机构2配合控制主体套筒1变形；所述主体套筒1采用柔性塑料制成，柔性较好，可适应小尺度通道；所述变形控制线4位于主体套筒1外部，依次穿过外表面变形机构2的各个短管2-1，在前端与主体套筒1相连；在主体套筒1充气状态下抽动变形控制线4将迫使各个短管2-1靠近，从而使主体套筒1产生螺旋变形；所述气室5在使用时，入气接口5-3与气泵密封连接，气泵可以通过入气接口5-3向密封盒内部充气，密封盒通过出气接口5-4向主体套筒1内部充气，使得主体套筒1的内卷部分逐渐外翻，主体套筒1的长度逐渐增加，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可螺旋变形的软体机器人，包括主体套筒(1)、外表面变形机构(2)、行程控制线(3)、变形控制线(4)和气室(5)，其特征在于：所述主体套筒(1)的前端封闭，主体套筒(1)的后端与气室(5)固定连接；所述外表面变形机构(2)固定连接在主体套筒(1)的筒面上；所述行程控制线(3)位于主体套筒(1)内部，行程控制线(3)的一端与主体套筒(1)内部的前端固定连接，行程控制线(3)的另一端固定连接在气室(5)内；所述变形控制线(4)位于主体套筒(1)外部，变形控制线(4)的一端与主体套筒(1)外部的前端固定连接，变形控制线(4)的另一端穿出外表面变形机构(2)。

【技术特征摘要】
1.一种可螺旋变形的软体机器人，包括主体套筒(1)、外表面变形机构(2)、行程控制线(3)、变形控制线(4)和气室(5)，其特征在于：所述主体套筒(1)的前端封闭，主体套筒(1)的后端与气室(5)固定连接；所述外表面变形机构(2)固定连接在主体套筒(1)的筒面上；所述行程控制线(3)位于主体套筒(1)内部，行程控制线(3)的一端与主体套筒(1)内部的前端固定连接，行程控制线(3)的另一端固定连接在气室(5)内；所述变形控制线(4)位于主体套筒(1)外部，变形控制线(4)的一端与主体套筒(1)外部的前端固定连接，变形控制线(4)的另一端穿出外表面变形机构(2)。2.根据权利要求1所述的一种可螺旋变形的软体机器人，其特征在于：所述主体套筒(1)呈圆柱体形，主体套筒(1)由柔性塑料制成。3.根据权利要求1所述的一种可螺旋变形的软体机器人，其特征在于：所述外表面变形机构(2)由若干短管(2-1)排列而成；各短管(2-1)轴向相对，各短管(2-1)之间间隔设置；各短管(2-1)皆固定连接在主体套筒(1)的筒面上；所述变形控制线(4)的中端穿过各...

【专利技术属性】
技术研发人员：李隆球，夏立宇，薛伟杰，周德开，宋文平，张广玉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23