基于仿肌骨折纸-纤维结构的仿蠕虫移动机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种基于仿肌骨折纸

【技术实现步骤摘要】
基于仿肌骨折纸
‑
纤维结构的仿蠕虫移动机器人


[0001]本专利技术涉及一种仿蠕虫移动机器人，尤其是涉及一种基于仿肌骨折纸
‑
纤维结构的仿蠕虫移动机器人
。

技术介绍

[0002]在自然界中，蚯蚓和尺蠖等无腿蠕虫可以在复杂环境中高效运动
。
受其独特运动能力的启发，工程师们将这种独特的结构融入到他们的设计中，也就是仿蠕虫移动机器人
。
由于这类机器人没有腿部结构，无需额外运动空间，因此在复杂环境，尤其是受限环境中
(
如管道检查和清洁
、
侵入性手术
、
灾后救援等方面
)
具有很高的应用潜力
。
[0003]现有的仿蠕虫移动机器人大多是采用弹簧钢片
、
橡胶管等结构和电机
、
气动等驱动方式来实现机器人的移动
。
但随着科技的发展，仿蠕虫移动机器人也面临着新的挑战，包括尺寸和重量的进一步小型化
、
轻量化，以及降低制造成本
、
提高可定制性等等
。
为了应对这些挑战，工程师们开始关注新材料和新驱动的在机器人中的应用
。
此外，也是最重要的一点，现有仿蠕虫移动机器人的驱动变形与机器人整体变形之比均为
1:1
，这在一定程度上与动物相比是低效和不合理的，因此急需设计一种新的结构来改善其变形比及运动能力
。

技术实现思路
/>[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单
、
工作效率高的基于仿肌骨折纸
‑
纤维结构的仿蠕虫移动机器人
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于仿肌骨折纸
‑
纤维结构的仿蠕虫移动机器人，包括多个固定连接的蠕动模块，各所述蠕动模块包括首部支撑板
、
尾部支撑板以及连接于所述首部支撑板和尾部支撑板之间的折纸结构，所述折纸结构内
、
首部支撑板与折纸结构之间以及尾部支撑板与折纸结构之间设置有纤维驱动，通过所述纤维驱动的通断电驱动折纸结构变形以实现蠕动
。
[0007]进一步地，所述折纸结构为
Yoshimura
折纸结构
。
[0008]进一步地，所述
Yoshimura
折纸结构包括多个单胞
Yoshimura
结构，所述折纸结构内，所述纤维驱动的一端安装于单胞
Yoshimura
结构的一个顶点，另一端安装于单胞
Yoshimura
结构的三角面中线上
。
[0009]进一步地，所述纤维驱动在单胞
Yoshimura
结构的三角面中线上的安装位置基于所需的机器人驱动变形与整体变形之比确定
。
[0010]进一步地，每个所述单胞
Yoshimura
结构上连接有多个纤维驱动
。
[0011]进一步地，多个所述纤维驱动对称设置
。
[0012]进一步地，所述首部支撑板和尾部支撑板均为亚克力板
。
[0013]进一步地，相邻所述蠕动模块通过多个螺栓固定连接
。
[0014]进一步地，所述首部支撑板和尾部支撑板底部安装有脚撑
。
[0015]进一步地，所述脚撑为各向异性脚撑
。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]1、
本专利技术通过
Yoshimura
折纸
‑
纤维的复合结构实现了仿蠕虫移动机器人蠕动单元的轴向收缩和弯曲变形，结构简单，移动方便
。
[0018]2、
基于肌骨张力结构，本专利技术所提供的新型仿肌骨折纸
‑
纤维结构仿蠕虫移动机器人可以降低仿蠕虫移动机器人驱动变形与整体变形之间的比值并提高其运动能力，从而大大提高了机器人的工作效率
。
[0019]3、
本专利技术的
Yoshimura
折纸
‑
纤维复合结构，能够有效降低机器人的重量以及制造成本，使该机器人有望应用于灾后救援以及搜索等任务
。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的结构示意图；
[0021]图2为蠕动模块处于放松状态下的等轴视图；
[0022]图3为蠕动模块处于放松状态下的俯视图；
[0023]图4为
Yoshimura
折纸结构的示意图，其中，
(a)
为二维折痕示意图，
(b)
为单层折纸折叠成的单胞
Yoshimura
折纸结构，
(c)
为单胞
Yoshimura
折纸结构的俯视图，
(d)
为单胞
Yoshimura
折纸结构的侧视图；
[0024]图5为纤维驱动在单胞
Yoshimura
折纸结构上的等轴视图；
[0025]图6为纤维驱动在单胞
Yoshimura
折纸结构上的安装侧视图；
[0026]图7为纤维驱动的安装示意图；
[0027]图8为仿蠕虫移动机器人的驱动变形与机器人整体变形关系图；
[0028]图9为蠕动模块处于收缩状态下的结构示意图；
[0029]图
10
为蠕动模块处于左弯曲状态下的等轴视图；
[0030]图
11
为蠕动模块处于左弯曲状态下的俯视图
。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计
。
[0032]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0033]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释
。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于仿肌骨折纸
‑
纤维结构的仿蠕虫移动机器人，其特征在于，包括多个固定连接的蠕动模块，各所述蠕动模块包括首部支撑板
、
尾部支撑板以及连接于所述首部支撑板和尾部支撑板之间的折纸结构，所述折纸结构内
、
首部支撑板与折纸结构之间以及尾部支撑板与折纸结构之间设置有纤维驱动，通过所述纤维驱动的通断电驱动折纸结构变形以实现蠕动
。2.
根据权利要求1所述的基于仿肌骨折纸
‑
纤维结构的仿蠕虫移动机器人，其特征在于，所述折纸结构为
Yoshimura
折纸结构
。3.
根据权利要求2所述的基于仿肌骨折纸
‑
纤维结构的仿蠕虫移动机器人，其特征在于，所述
Yoshimura
折纸结构包括多个单胞
Yoshimura
结构，所述折纸结构内，所述纤维驱动的一端安装于单胞
Yoshimura
结构的一个顶点，另一端安装于单胞
Yoshimura
结构的三角面中线上
。4.
根据权利要求3所述的基于仿肌骨折纸
‑
纤维结构的仿蠕虫移动机器人，其特征在于，所述纤维驱动在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓旭，刁斌斌，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：