【技术实现步骤摘要】
基于旋转模态变形驱动的软体旋转机器人
[0001]本专利技术属于软体机器人设计领域,具体涉及一种基于旋转模态变形驱动的软体旋转机器人。
技术介绍
[0002]相比于传统机器人,软体机器人由于其组成材料为软体材料,在环境适应能力以及人与环境的交互方面有着巨大的优势。软体机器人在制造过程中通常使用硅胶作为其软体材料。对于一般的软体结构,通过设计合适的模具,然后用硅胶对模具进行浇筑得到最后的软体结构,这种方法快速简便。然而,这种浇筑方式很难制造出拥有复杂三维结构的模型或部件。
[0003]软体机器人的驱动方式可以归纳为形状记忆合金、磁力控制、气动控制等方式。得益于实施简单,被广泛应用与研究的是磁力驱动与气动控制。它们可以直接通过电控的方式借助于执行器实现伸缩动作。
[0004]在软体机器人的研究中,多集中于实现软体机器人的可控直线运动与转向运动等。借助于精细设计的控制系统,结合不同的运动方式,能够实现比较复杂的软体机器人运动。但是,在这些研究中,关于部件旋转功能的实现的研究是较少的。转向功能是与部件旋转功能接近的运 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于旋转模态变形驱动的软体旋转机器人,其特征在于,包括旋转多孔结构、驱动部件、支撑件;所述驱动部件提供驱动力并作用于旋转多孔结构;所示支撑件固定于旋转多孔结构,用于支撑其他器件;所述旋转多孔结构具有旋转模态,在驱动部件的驱动力作用下旋转变形,并带动支撑件转动,使得支撑件上的其他器件旋转工作。2.根据权利要求1所述的基于旋转模态变形驱动的软体旋转机器人,其特征在于,所述旋转过孔结构的上下面连接有固定板,驱动部件作用于固定板上,以使驱动部件的驱动力通过固定板分散均匀作用于旋转过孔结构。3.根据权利要求2所述的基于旋转模态变形驱动的软体旋转机器人,其特征在于,所述支撑件固定在固定板上。4.根据权利要求1所述的基于旋转模态变形驱动的软体旋转机器人,其特征在于,所述旋转部件包括软体伸缩管,软体伸缩管在气动装置充气下,产生驱动力作用于旋转多孔结构。5.根据权利要求1所述的基于旋转模态变形驱动的软体旋转机器人,其特征在于,还包括固定框架,所述固定框架支撑旋转多孔结构,并具有与其他设备配合的装配体。6.根据权利要求1所述的基于旋转模态变形驱动的软体旋转机器人,其特征在于,所述旋转多孔结构的构建方式包括:步骤1,构建由多个晶格元正交拼接形成的正交结构单元,该正交结构单元经阵列形成代表性结构单元,该代表性结构单元再经阵列形成阵列结构,以阵列结构中心为基准,从阵列结构中去除形状为正方体的核心部分结构,得到无核心的阵列结构,其中,晶格元为具有上底面和下底面的基础立体结构;步骤2,对代表性结构单元进行三维屈曲模态变形得到具有三维负泊松比特性的核心结构;步骤3,将核心结构作为无核心的阵列结构的核心部分,与无核心的阵列结构进行拼接后作为基础单元,该基础单元阵列形成旋转多孔结构;其中,核心结构与代表性结构单元的体积比大于1.25,且无核心的阵列结构的晶格元的上底面和下底面的尺寸比为0.75
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1.5。7.根据权利要求6所述的基于旋转模态变形驱动的软体旋转机器人,其特征在于,六个晶格元沿着X,Y,Z,
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X,
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Y,
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Z六个方向正交拼接成的整体结构作为正交结构单元,通过对正交结构单元阵列并拼接形成代表性结构单元,其中,阵列结构的体积是代表性结构单元的2的整数倍。8.根据权利要求6所述的基于旋转模态变形驱动的软体旋转机器人,其特征在于,所述对代表性结构单元进行三维屈曲模态变形得到具有三维负泊松比特定的核心结构,包括:(a),对代表性结构单元进行三维屈曲模态变形分析,...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘博,冯嘉炜,林志伟,贺永,傅建中,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:
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