一种可重构的软体驱动结构、软体机器人以及控制方法技术

本申请公开一种可重构的软体驱动结构、软体机器人以及控制方法，其中可重构的软体驱动结构包括：边模块驱动组件，边模块驱动组件包括沿预设方向线性伸缩的第一柔性驱动部，以及连接在第一柔性驱动部上的第一连接部；角模块驱动组件，角模块驱动组件包括第二连接部，以及连接在第二连接部上可球形膨胀或收缩的第二柔性驱动部；多个边模块驱动组件分别沿不同的直线方向设置形成多面体框架，多个角模块驱动组件分别位于多面体框架的顶点处，边模块驱动组件与两端的角模块驱动组件通过第一连接部与第二连接部可拆卸连接。解决现有技术中的机器人由于刚性结构导致的灵活性差、对环境的适应性差的问题。适应性差的问题。适应性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可重构的软体驱动结构、软体机器人以及控制方法


[0001]本申请涉及软体机器人
，尤其涉及的是一种可重构的软体驱动结构、软体机器人以及控制方法。

技术介绍

[0002]随着机器人技术的逐渐兴起，在智能制造、医学等领域有了越来越多的应用，使得机器人的特性和功能越来越多样化，其中机器人在不同和不确定环境中执行各种任务的能力需求越来越大，因此，对机器人的结构适应性提出更高的要求，在使用需求下，模块化可重构机器人也得到更多的应用。模块化可重构机器人是通过单个机器人模块单元进行不同组合，可以重构成不同形态的机器人，赋予机器人独特的、具有适应性的能力，使得机器人能够在不同环境下，完成不同的任务。
[0003]然而，机器人的重构和集群大多是由刚性机器人去完成，采用刚性机器人进行工作的过程中，由于其刚性结构，在一些比较曲折路径的工作环境下会出现灵活性有限、对环境的适应性差的问题，这使得机器人在完成特定的任务或在复杂的工作环境中受到限制。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种可重构的软体驱动结构、软体机器人以及控制方法，解决现有技术中的机器人由于刚性结构导致的灵活性差、对环境的适应性差的问题。
[0006]本申请的技术方案如下：一方面，本申请提出一种可重构的软体驱动结构，包括：边模块驱动组件，边模块驱动组件包括沿预设方向线性伸缩的第一柔性驱动部，以及连接在第一柔性驱动部上的第一连接部；角模块驱动组件，角模块驱动组件包括第二连接部，以及连接在第二连接部上可球形膨胀或收缩的第二柔性驱动部；多个边模块驱动组件分别沿不同的直线方向设置形成多面体框架，多个角模块驱动组件分别位于多面体框架的顶点处，边模块驱动组件与两端的角模块驱动组件通过第一连接部与第二连接部可拆卸连接。
[0007]可选地，第一柔性驱动部包括：柔性壳体，柔性壳体内设置有沿预设方向延伸的气腔；柔性支撑体，柔性支撑体设置在气腔内并沿预设方向延伸设置；第一气压输送管道，第一气压输送管道连通气腔，并用于连接外部气源以提供正负气压使柔性壳体进行线性伸缩。
[0008]可选地，第二柔性驱动部包括：驱动气囊，驱动气囊连接在第二连接部上；第二气压输送管道，第二气压输送管道连通驱动气囊，并用于连接外部气源以提
供正负气压使驱动气囊进行膨胀或收缩。
[0009]可选地，第一连接部包括：第一磁吸件，第一磁吸件分别设置在柔性壳体内，并位于柔性支撑体的两端；第二连接部包括：底座框，驱动气囊设置在底座框内；第二磁吸件，第二磁吸件设置在底座框上，并用于与第一磁吸件产生吸力。
[0010]可选地，底座框包括：至少三个卡座，三个卡座呈两两相互垂直设置并形成具有开口的膨胀限位空间；三块第二磁吸件，三块第二磁吸件分别固定在三个卡座上，并分别与上下方向、左右方向和前后方向的边模块驱动组件相吸；驱动气囊设置在膨胀限位空间内，且驱动气囊的膨胀方向被限制在开口方向上。
[0011]可选地，多面体框架包括立方体框架，立方体框架中的多个边模块驱动组件分别沿上下方向、左右方向和前后方向设置；多个角模块驱动组件分别位于立方体框架的顶点处。
[0012]另一方面，本申请还提出一种软体机器人，包括至少两个如上所述可重构的软体驱动结构；其中一个软体驱动结构的角模块制动器和另一个软体驱动结构的角模块制动器通过磁力连接形成一个重构连接单元；在重构连接单元中，位于边模块驱动组件的两端的第二连接部朝外的一侧具有不同的磁极。
[0013]可选地，软体机器人包括四个重构连接单元，每个重构连接单元中至少有两对角模块制动器具有相互吸引力。
[0014]第三方面，本申请还提出一种可重构的软体驱动结构的控制方法，用于如上的可重构的软体驱动结构，方法包括步骤：控制第一柔性驱动部沿预设方向线性伸缩，以驱动立方体框架沿上下方向、前后方向或者左右方向进行伸缩；控制第二柔性驱动部在顶点方向进行膨胀或收缩，以驱动立方体框的各顶点进行伸缩。
[0015]进一步地，控制第一柔性驱动部沿预设方向线性伸缩，以驱动立方体框架沿上下方向、前后方向或者左右方向进行伸缩的步骤中：外部气源输入负压，通过第一气压输送管道给边模块驱动组件进行吸气，以使边模块驱动组件进行收缩；外部气源输入正压，通过第一气压输送管道给边模块驱动组件充气，以使边模块驱动组件进行伸长；控制第二柔性驱动部在顶点方向进行膨胀或收缩，以驱动立方体框的各顶点进行伸缩的步骤中：外部气源输入正压，通过第二气压输送管道给角模块驱动组件充气，以使角模块驱动组件进行膨胀；外部气源输入负压，通过第二气压输送管道给角模块驱动组件吸气，以使角模块驱动组件进行收缩。
[0016]有益效果：与现有技术相比，本申请提出的一种可重构的软体驱动结构、软体机器
人以及控制方法，其中可重构的软体驱动结构中通过边模块驱动组件和角模块驱动组件组合形成外形呈多边形的多面体框架，通过边模块驱动组件与两端的角模块驱动组件之间通过第一连接部与第二连接部可拆卸连接，从而可以实现拆卸后重组，而且多面体框架与另外的多面体框架之间也可以连接而进行组合成不同的软体机器人结构，从而实现重构的功能。而且采用线性伸缩的第一柔性驱动部以及球形膨胀或收缩的第二柔性驱动部作为主体结构所形成的软体机器人，其结构简单、成本低、操作简便。与传统刚性机器人相比，可以在不同环境下完成不同的任务，适应更多变环境下的任务执行，具有更好的使用效果。而且第一柔性驱动部和第二柔性驱动部主要部分采用柔软的材料制成，这样所构建的机器人有更高的柔顺性和结构可变性，具有更良好的环境适应性和自由度，使得机器人可以在复杂环境中完成各种不同的任务。
附图说明
[0017]图1为本申请实施例的一种可重构的软体驱动结构的结构示意图；图2为本申请实施例的一种可重构的软体驱动结构的边模块驱动组件的结构示意图；图3为本申请实施例的一种可重构的软体驱动结构的角模块驱动组件的结构示意图；图4为本申请实施例的一种可重构的软体驱动结构的角模块驱动组件的第二柔性驱动部的结构示意图；图5为本申请实施例的一种可重构的软体驱动结构的角模块驱动组件的第二连接部的结构示意图；图6为本申请实施例的一种软体机器人的重构连接单元去除第二柔性驱动部的结构示意图；图7为本申请实施例的一种可重构的软体驱动结构的控制方法的流程框图。
[0018]图中各标号：10、软体驱动结构；100、边模块驱动组件；110、第一柔性驱动部；111、柔性壳体；112、柔性支撑体；113、第一气压输送管道；120、第一连接部；121、第一磁吸件；200、角模块驱动组件；210、第二柔性驱动部；211、驱动气囊；212、第二气压输送管道；213、轧带；220、第二连接部；221、底座框；222、卡座；223、管道口；224、膨胀限位空间；225、第二磁吸件。
具体实施方式
[0019]本申请提供了一种可重构的软体驱动结构、软体机器人以及控制方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可重构的软体驱动结构，其特征在于，包括：边模块驱动组件，所述边模块驱动组件包括沿预设方向线性伸缩的第一柔性驱动部，以及连接在所述第一柔性驱动部上的第一连接部；角模块驱动组件，所述角模块驱动组件包括第二连接部，以及连接在所述第二连接部上可球形膨胀或收缩的第二柔性驱动部；多个所述边模块驱动组件分别沿不同的直线方向设置形成多面体框架，多个所述角模块驱动组件分别位于所述多面体框架的顶点处，所述边模块驱动组件与两端的所述角模块驱动组件通过所述第一连接部与所述第二连接部可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的可重构的软体驱动结构，其特征在于，所述第一柔性驱动部包括：柔性壳体，所述柔性壳体内设置有沿预设方向延伸的气腔；柔性支撑体，所述柔性支撑体设置在所述气腔内并沿预设方向延伸设置；第一气压输送管道，所述第一气压输送管道连通所述气腔，并用于连接外部气源以提供正负气压使所述柔性壳体进行线性伸缩。3.根据权利要求2所述的可重构的软体驱动结构，其特征在于，所述第二柔性驱动部包括：驱动气囊，所述驱动气囊连接在所述第二连接部上；第二气压输送管道，所述第二气压输送管道连通所述驱动气囊，并用于连接外部气源以提供正负气压使所述驱动气囊进行膨胀或收缩。4.根据权利要求3所述的可重构的软体驱动结构，其特征在于，所述第一连接部包括：第一磁吸件，所述第一磁吸件分别设置在所述柔性壳体内，并位于所述柔性支撑体的两端；所述第二连接部包括：底座框，所述驱动气囊设置在所述底座框内；第二磁吸件，所述第二磁吸件设置在所述底座框上，并用于与所述第一磁吸件产生吸力。5.根据权利要求4所述的可重构的软体驱动结构，其特征在于，所述底座框包括：至少三个卡座，三个所述卡座呈两两相互垂直设置并形成具有开口的膨胀限位空间；三块第二磁吸件，三块所述第二磁吸件分别固定在所述三个卡座上，并分别与上下方向、左右方向和前后方向的边模块驱动组件相吸；所述驱动气囊设置在所述膨胀限位空间内，且所述驱动气囊的膨胀方向被限制在开口方向上...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海明，董祥立，逄崇玉，欧阳佳妮，郑立钒，王雨谋，孙富春，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：