月面软体机器人、月面软体机器人的运动方法技术

本申请涉及月面软体机器人、月面软体机器人的运动方法，月面软体机器人包括：主体，由闭合弹性体、第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器组成，闭合弹性体包括一根弹性条和一个约束框架，第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器分别固定于弹性条的上表面和下表面；多个爬行足部，分别固定于约束框架的第一支撑杆和与第一支撑杆平行的第二支撑杆上，爬行足部随第一正压式气动驱动器的充气而带动月面软体机器人爬行；跳腿，固定于弹性条的下表面，跳腿随第二正压式气动驱动器的充气而带动所述月面软体机器人跳跃。本申请的月面软体机器人能够在低密度输出和高密度输出之间切换，既能爬行又能跳跃，运动灵活，地形适应能力强，控制方便。控制方便。控制方便。

【技术实现步骤摘要】
月面软体机器人、月面软体机器人的运动方法


[0001]本申请涉及软体机器人
，具体而言，涉及一种月面软体机器人和一种月面软体机器人的运动方法。

技术介绍

[0002]地月距离、复杂环境、人员安全和长期驻留成本等因素，决定了机器人是月球探测和开发的主要工具。目前的月面软体机器人多以刚性结构为主，导致其柔顺性、灵活性、环境适应性均较差。而与之相对的软体机器人，由可承受大应变的柔软弹性材料制成，可连续变形，有无限多自由度，因此运动灵活，环境适应性好，安全性高，且易于小型轻质化，有助于节约运载器发射成本。
[0003]然而，大多数气动软体机器人的运动方式单一，地形适应能力有限，且多采用爬行的运动方式。但是与爬行方式相比，跳跃方式可以更好地利用月球的低重力，越障能力强，能适应更加崎岖的地形环境。不过跳跃运动无法对两个落点之间的区域进行探测，同时无法在月面狭缝或矮洞中运动。
[0004]因此，有必要研究一种新的月面软体机器人以及月面软体机器人的运动方法。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种月面软体机器人和一种月面软体机器人的运动方法，该月面软体机器人中的气动驱动器能够在低密度输出和高密度输出之间切换，使得月面软体机器人能够爬行和跳跃，更加适用于月面复杂环境。
[0007]根据本申请的一个方面，提供了一种月面软体机器人，包括：主体，由闭合弹性体、第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器组成，所述闭合弹性体包括一根弹性条和一个约束框架，所述第一正压式气动驱动器和所述第二正压式气动驱动器分别固定于所述弹性条的上表面和下表面；多个爬行足部，分别固定于所述约束框架的第一支撑杆和与所述第一支撑杆平行的第二支撑杆上，所述爬行足部随所述第一正压式气动驱动器的充放气而带动所述月面软体机器人爬行；跳腿，固定于所述弹性条的下表面，且与所述第二正压式气动驱动器的覆盖位置不重叠，所述跳腿随所述第二正压式气动驱动器的充气而带动所述月面软体机器人跳跃。
[0008]在本申请的一种示例性实施例中，所述约束框架还包括等长且无弹性的第一柔性绳和第二柔性绳，所述第一柔性绳和所述第二柔性绳通过所述第一支撑杆和所述第二支撑杆上的线槽固定所述第一支撑杆和所述第二支撑杆。
[0009]在本申请的一种示例性实施例中，所述弹性条的长度大于所述约束框架的长度，且所述弹性条的两端分别固定于所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的正中间。
[0010]在本申请的一种示例性实施例中，所述第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器的弹性模量小于所述弹性条的弹性模量，并且所述第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器包括一气管和多个内部连通的气动腔体。
[0011]在本申请的一种示例性实施例中，所述第一正压式气动驱动器固定于所述弹性条上表面的正中间，所述第二正压式气动驱动器固定于所述弹性条下表面靠近所述第一支撑杆的位置。
[0012]在本申请的一种示例性实施例中，所述多个爬行足部包括两个第一爬行足部和两个第二爬行足部，所述第一爬行足部分别固定于所述第一支撑杆的两端，所述第二爬行足部分别固定于所述第二支撑杆的两端。
[0013]在本申请的一种示例性实施例中，所述第一爬行足部、所述第二爬行足部和所述跳腿均为“L”构型，并且所述第一爬行足部和所述第二爬行足部的折角处指向所述第一支撑杆，所述跳腿的折角处指向所述第二支撑杆。
[0014]在本申请的一种示例性实施例中，所述爬行足部的足面粘附有硅胶垫，并且所述硅胶垫超出所述足面的边缘。
[0015]根据本申请的一个方面，提供了一种月面软体机器人的运动方法，应用于上述实施例所述的月面软体机器人，所述方法包括：对所述第一正压式气动驱动器充气和放气，以使所述月面软体机器人向前爬行；对所述第二正压式气动驱动器充气，以使所述月面软体机器人向前跳跃。
[0016]在本申请的一种示例性实施例中，所述对所述第一正压式气动驱动器充气和放气，以使所述月面软体机器人向前爬行，包括：对所述第一正压式气动驱动器充气，以增大固定于所述第一支撑杆上的所述爬行足部与接触面之间的摩擦力，并带动固定于所述第二支撑杆上的所述爬行足部向前滑动；对所述第一正压式气动驱动器放气，以增大固定于所述第二支撑杆上的所述爬行足部与接触面之间的摩擦力，并带动固定于所述第一支撑杆上的所述爬行足部向前滑动，直至所述主体恢复至稳定状态。
[0017]在本申请的一种示例性实施例中，所述对所述第二正压式气动驱动器充气，以使所述月面软体机器人向前跳跃，包括：对所述第二正压式气动驱动器持续充气，以使所述弹性条下翻，并驱使所述跳腿在接触面的反作用力下向前跳跃。
[0018]在本申请的一种示例性实施例中，所述方法还包括：在所述月面软体机器人完成跳跃并落地后，对所述第一正压式气动驱动器充气，同时对所述第二正压式气动驱动器放气，以使所述月面软体机器人恢复至稳定状态。
[0019]本申请中的月面软体机器人，具有主体、多个爬行足部和跳脚，其中主体由闭合弹性体、第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器组成，闭合弹性体包括一根弹性条和一个约束框架，并且第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器分别固定于弹性条的上表面和下表面；多个爬行足部，分别固定于约束框架的第一支撑杆和与第一支撑杆平行的第二支撑杆上，并且爬行足部随所述第一正压式气动驱动器的充放气而带动所述月面软体机器人爬行；跳腿，固定于弹性条的下表面，且与第二正压式气动驱动器的覆盖位置不重叠，跳腿随第二正压式气动驱动器的充气而带动月面软体机器人跳跃。本申请中的月面
软体机器人是一个既能爬行又能跳跃的适用于月面复杂环境的软体机器人，同时月面软体机器人通过单双稳态于一体的刚柔耦合设计，将闭合弹性体和正压式气动驱动器相结合，突破了气动驱动器的低密度输出限制，使得气动驱动器具有在低密度输出和高密度输出之间切换的能力，进一步提升了月面软体机器人的性能，使得月面软体机器人具有结构简单、小型轻质、运动灵活、地面适应能力强，并且控制方便的优点。
[0020]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0021]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1示意性示出了本申请实施例中月面软体机器人的结构示意图。
[0023]图2示意性示出了本申请实施例中约束框架的结构示意图。
[0024]图3示意性示出了本申请实施例中约束框架中第一支撑杆和第二支撑杆相向运动的界面示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种月面软体机器人，其特征在于，包括：主体，由闭合弹性体、第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器组成，所述闭合弹性体包括一根弹性条和一个约束框架，所述第一正压式气动驱动器和所述第二正压式气动驱动器分别固定于所述弹性条的上表面和下表面；多个爬行足部，分别固定于所述约束框架的第一支撑杆和与所述第一支撑杆平行的第二支撑杆上，所述多个爬行足部随所述第一正压式气动驱动器的充放气而带动所述月面软体机器人爬行；跳腿，固定于所述弹性条的下表面，且与所述第一正压式气动驱动器和所述第二正压式气动驱动器的覆盖位置不重叠，所述跳腿随所述第二正压式气动驱动器的充气而带动所述月面软体机器人跳跃。2.根据权利要求1所述的月面软体机器人，其特征在于，所述约束框架还包括等长且无弹性的第一柔性绳和第二柔性绳，所述第一柔性绳和所述第二柔性绳通过所述第一支撑杆和所述第二支撑杆上的线槽固定所述第一支撑杆和所述第二支撑杆。3.根据权利要求1所述的月面软体机器人，其特征在于，所述弹性条的长度大于所述约束框架的长度，且所述弹性条的两端分别固定于所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的正中间。4.根据权利要求1所述的月面软体机器人，其特征在于，所述第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器的弹性模量小于所述弹性条的弹性模量，并且所述第一正压式气动驱动器和第二正压式气动驱动器包括一气管和多个内部连通的气动腔体。5.根据权利要求1或4所述的月面软体机器人，其特征在于，所述第一正压式气动驱动器固定于所述弹性条上表面的正中间，所述第二正压式气动驱动器固定于所述弹性条下表面靠近所述第一支撑杆的位置。6.根据权利要求1所述的月面软体机器人，其特征在于，所述多个爬行足部包括两个第一爬行足部和两个第二爬行足部，所述第一爬行足部分别固定于所述第一支撑杆的两端，所述第二爬行足部分别固定于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑子轩，郭宇飞，袁建平，梁启明，李恺，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：