软体机器人运动控制方法技术

本发明专利技术涉及一种软体机器人运动控制方法，软体机器人包括左弹性气囊、中连接部、右弹性气囊、气泵和气囊调压组件，中连接部上设有旋转驱动流道和补气流道，气泵的吸气口与补气流道管道连通，气泵的排气口与旋转驱动流道管道连通，包括：滚动行进步骤，通过气囊调压组件调整左弹性气囊和右弹性气囊内气压，使软体机器人形成哑铃形或胶囊形，通过气泵驱动软体机器人滚动；转弯行进步骤，通过气囊调压组件调整左弹性气囊和右弹性气囊内气压，使软体机器人一侧外径≥中连接部外径＞另一侧外径，通过气泵驱动软体机器人转弯。它可以使一体结构的软体机器人兼具滚动和转弯模式。体机器人兼具滚动和转弯模式。体机器人兼具滚动和转弯模式。

【技术实现步骤摘要】
软体机器人运动控制方法


[0001]本专利技术涉及球形机器人
，具体涉及一种软体机器人运动控制方法。

技术介绍

[0002]球形机器人为外壳是球形的移动机器人。球形机器人将各种驱动、控制和执行机构放在外壳内，可以起到保护内部机构的作用。
[0003]1996年,赫尔辛基科技大学的Aarne Halme,Jussi Suomela和Torsten Schonberg等人研制了第一款球形机器人。机器人以摩擦轮驱动外壳转动达到滚动的效果所示机器人的结构示意图。1997年，意大利比萨大学的Antonio Bicchi等人研制了Sphericle球形机器人，机器人将一个四轮小车放在球体内部，增加机器人的稳定性。2006年，日本神户大学的Toshiaki Otani等人将陀螺控制与球形机器人结合，增加球形机器人的稳定性。2006年，哈尔滨工业大学的邓宗全教授等人研制了HIT Spherical Robot球形机器人。
[0004]专利文献CN100532181A公开了一种多运动态球形机器人，它具有螺旋伸缩机构和分别连于螺旋伸缩机构两端两个半球形壳体，螺旋伸缩机构可以驱动两半球形壳体闭合或展开，使机器人分别处于球态和两轮态两种运动形态。该球形机器人的半球形壳体硬度偏高，以实现两轮态行进的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种软体机器人运动控制方法，以从新的技术路线的角度驱动一体机器人运动。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种软体机器人运动控制方法，所述软体机器人包括左弹性气囊、中连接部、右弹性气囊，以及气泵和气囊调压组件，所述中连接部上设有旋转驱动流道和补气流道，所述气泵的吸气口与所述补气流道管道连通，所述气泵的排气口与所述旋转驱动流道管道连通，包括：
[0008]滚动行进步骤，通过气囊调压组件调整左弹性气囊和右弹性气囊内气压，使所述软体机器人形成哑铃形或胶囊形，通过所述气泵驱动所述软体机器人滚动；
[0009]转弯行进步骤，通过气囊调压组件调整左弹性气囊和右弹性气囊内气压，使所述软体机器人一侧外径≥所述中连接部外径＞另一侧外径，通过所述气泵驱动所述软体机器人转弯。
[0010]优选的，所述气泵和所述气囊调压组件设置在左弹性气囊和右弹性气囊中的至少一个内。
[0011]优选的，所述补气流道在所述中连接部侧面设有补气口，所述旋转驱动流道在所述中连接部的侧面设有至少两个排气口。
[0012]进一步优选的，所述中连接部为齿轮，在所述齿轮的中部设有环形凹槽，所述补气口和所述排气口均设置在所述环形凹槽内。
[0013]优选的，包括以下步骤：
[0014]所述软体机器人滚动状态中需要向左侧转弯时，使用所述气囊调压组件分别调整所述左弹性气囊、所述右弹性气囊内压力，以使所述左弹性气囊形成半球体，且所述右弹性气囊的球体半径大于所述中连接部的半径，则所述软体机器人向左转弯；
[0015]所述软体机器人滚动状态中需要向右侧转弯时，使用所述气囊调压组件分别调整所述左弹性气囊、所述右弹性气囊内压力，以使所述右弹性气囊形成半球体，且所述左弹性气囊的球体半径大于所述中连接部的半径，则所述软体机器人向右转弯。
[0016]优选的，包括以下步骤：
[0017]所述软体机器人静止状态中需要转弯时，使用所述气囊调压组件分别调整所述左弹性气囊、所述右弹性气囊内压力，以使所述左弹性气囊形成半球体，且所述右弹性气囊的球体半径大于所述中连接部的半径，或者，使所述右弹性气囊形成半球体，且所述左弹性气囊的球体半径大于所述中连接部的半径；
[0018]使用所述气囊调压组件维持所述左弹性气囊和所述右弹性气囊内压力，使用所述气囊调压组件向所述旋转驱动流道充气，从所述排气口排出的气流驱动所述软体机器人转弯。
[0019]一种软体机器人，包括中连接部、弹性壁和气囊调压组件；两个所述弹性壁分别设置在所述中连接部两侧并与所述中连接部密封连接，以分别形成左弹性气囊、右弹性气囊；所述中连接部上设有旋转驱动流道，从所述旋转驱动流道排出的气流用于驱动所述中连接部旋转；所述气囊调压组件设有气体输出口和气体回收口，所述气体输出口与所述旋转驱动流道的进气口、所述左弹性气囊的内腔、所述的右弹性气囊内腔相连通，所述气体回收口与所述左弹性气囊的内腔、所述的右弹性气囊内腔相连通。
[0020]优选的，所述气囊调压组件包括气泵、左弹性气囊放气阀和右弹性气囊放气阀，所述中连接部上还设有补气流道，所述补气流道在所述中连接部上形成有外露吸气口，所述气泵的吸气口与所述补气流道的出气口管道连通，所述气泵的排气口与所述左弹性气囊的内腔、所述右弹性气囊的内腔、所述旋转驱动流道的进口管道连通，所述左弹性气囊放气阀的进口与所述左弹性气囊管道连通，所述左弹性气囊放气阀的出口与所述补气流道相连通，所述右弹性气囊放气阀的进口与所述右弹性气囊管道连通，所述右弹性气囊放气阀的出口与所述补气流道相连通。
[0021]进一步优选的，所述气囊调压组件还包括控制处理器、左弹性气囊气压传感器和右弹性气囊气压传感器，所述左弹性气囊放气阀和右弹性气囊放气阀均选择电磁阀，所述控制处理器的输入端分别与左弹性气囊气压传感器的输出端、所述右弹性气囊气压传感器的输出端对应电连接，所述控制处理器的输出端分别与所述左弹性气囊放气阀的控制端、所述右弹性气囊放气阀的控制端对应电连接。
[0022]进一步优选的，所述气囊调压组件还包括控制处理器和陀螺仪，所述左弹性气囊放气阀和右弹性气囊放气阀均选择电磁阀，所述陀螺仪固定在所述中连接部上，所述控制处理器的输入端与所述陀螺仪的输出端对应电连接，所述控制处理器的输出端分别与所述左弹性气囊放气阀的控制端、所述右弹性气囊放气阀的控制端对应电连接。
[0023]进一步优选的，所述气囊调压组件还包括左弹性气囊补气阀、右弹性气囊补气阀和减压阀，所述气泵为流量可控型气泵，所述左弹性气囊补气阀和右弹性气囊补气阀均选
择电磁阀，所述气泵的排气口连接有四通管接头的A口，所述四通管接头的B口与所述左弹性气囊补气阀的进口管道连通，所述左弹性气囊补气阀的出口与所述左弹性气囊内腔管道连通，所述四通管接头的C口与所述右弹性气囊补气阀的进口管道连通，所述右弹性气囊补气阀的出口与所述右弹性气囊内腔管道连通，所述四通管接头的D口与所述减压阀的进口管道连通，所述减压阀的出口与所述旋转驱动流道的进气口管道连通，所述控制处理器的输出端分别与所述气泵的控制端、所述左弹性气囊补气阀的控制端、所述右弹性气囊补气阀的控制端对应电连接。
[0024]优选的，所述弹性壁由邵氏硬度A为10度的材料制作而成。
[0025]优选的，所述中连接部为圆柱体，所述旋转驱动流道包括至少两条分流道，所述分流道在所述中连接部的周面上形成有排气口，从所述排气口排出的气流方向与所述中连接部的径向方向设有＞0
°
且≤90
°
的夹角。
[0026]优选的，所述旋转驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软体机器人运动控制方法，其特征在于，所述软体机器人包括左弹性气囊、中连接部、右弹性气囊，以及气泵和气囊调压组件，所述中连接部上设有旋转驱动流道和补气流道，所述气泵的吸气口与所述补气流道管道连通，所述气泵的排气口与所述旋转驱动流道管道连通，包括：滚动行进步骤，通过气囊调压组件调整左弹性气囊和右弹性气囊内气压，使所述软体机器人形成哑铃形或胶囊形，通过所述气泵驱动所述软体机器人滚动；转弯行进步骤，通过气囊调压组件调整左弹性气囊和右弹性气囊内气压，使所述软体机器人一侧外径≥所述中连接部外径＞另一侧外径，通过所述气泵驱动所述软体机器人转弯。2.如权利要求1所述的软体机器人运动控制方法，其特征在于，所述气泵和所述气囊调压组件设置在左弹性气囊和右弹性气囊中的至少一个内。3.如权利要求1所述的软体机器人运动控制方法，其特征在于，所述补气流道在所述中连接部侧面设有补气口，所述旋转驱动流道在所述中连接部的侧面设有至少两个排气口。4.如权利要求3所述的软体机器人运动控制方法，其特征在于，所述中连接部为齿轮，在所述齿轮的中部设有环形凹槽，所述补气口和所述排气口均设置在所述环形凹槽内。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹桂州，夏大伟，史慧革，席胧柯，谢伟，赵光金，李敏，张步庭，王朝华，赵玉才，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司南阳供电公司河南九域恩湃电力技术有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：