【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于软体机器人相关，更具体地，涉及一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人。
技术介绍
1、生长机器人由于其良好的通过性，对于狭窄环境勘探有着非常大的应用前景。现有生长机器人在受限空间内的功能较少，大部分只能进行导航与到达，少数通过在末端集成功能执行器(刚性)实现了如内窥等功能，但是通过性因此却受到限制。为此，有待进一步设计新型的生长机器人，兼顾生长通过性与操作功能,从而实现在难以到达空间中的操作。本专利技术可以在复杂管道内实现包覆抓取操作，原材料易得，有一定的应用前景。
2、专利cn112060111a中公开了一种自适应缠绕是大承载软体抓持装置，其中具体公开了一种软体抓持装置，但是其仅仅实现了物体的抓取过程，并不能实现在受限空间内物体的抓取和带回两个过程，受限空间可以为狭窄的管道、形状弯曲多变的狭小空间等等；专利cn113967922a中公开了一种全柔性启动式软体仿生机械手，其中具体公开了一种气体驱动的软体机械手单元，但是仅仅可以利用该单元的伸缩与弯曲动作实现各种抓取过程，同样不具备进入受限空间并取回物体的能力。因此，本专利技术提出一种能在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，实现在受限空间物体的抓取。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，解决在受限空间物体的抓取问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体
3、所述第一筒膜和第二筒膜呈中空的筒状，所述第二筒膜被设置在所述第一筒膜的中空腔内同时与所述第一筒膜的内壁贴附，所述第二筒膜的中空腔用于将待抓取物体包覆并将待抓取物体取回；所述第一筒膜和第二筒膜的结构相同，二者的筒壁均包括内层薄膜和外层薄膜，内层薄膜和外层薄膜之间形成密封腔体用于充气，所述第一筒膜的外层薄膜和第二筒膜的内薄膜的一端固定，所述第一筒膜的内层薄膜和第二筒膜的外层薄膜同时与所述进给机构连接；
4、所述充气机构给所述第一筒膜和第二筒膜充气，同时所述第一筒膜的内层薄膜和第二筒膜的内层薄膜在所述进给机构的驱动下向前生长，在所述第二筒膜的内层薄膜向内翻折生长时，该第二筒膜的内层薄膜逐渐将待抓取物体包覆，以此实现待抓取物体的抓取过程；待抓取物体被抓取后，所述回收机构收回所述第二筒膜的内层膜，该内层膜包覆着待抓取物体一起后退，从而实现待抓取物体的取回过程。
5、进一步优选地，所述进给机构包括多个，通过控制不同进给机构的进给力调控所述第一筒膜和第二筒膜向前生长的方向。
6、进一步优选地，所述进给机构为三个，沿所述第一筒膜和第二筒膜的圆周方向均匀分布。
7、进一步优选地，在所述第一筒膜的内层薄膜与进给机构之间，以及所述第二筒膜的外层薄膜与所述进给机构之间设置有齿轮限速机构，所述第一筒膜的内层薄膜和第二筒膜的外层薄膜贴合并同时穿过所述此轮限速机构中相对设置的齿轮，以此限制所述进给机构在驱动所述第一筒膜的内层薄膜和第二筒膜的外层薄膜向前生长的速度。
8、进一步优选地，所述软体机器人中还设置有存储筒，该存储筒用于存储所述第一筒膜的内层薄膜和第二筒膜的外层薄膜。
9、进一步优选地，所述存储筒中设置有第一分隔筒和第二分隔筒，所述存储筒外壳和所述第一分隔筒之间形成外层存储筒，所述第一分隔筒和第二分隔筒中间形成内层存储筒，分别用于存储所述第一筒膜的内层薄膜和第二筒膜的外层薄膜。
10、进一步优选地，所述第一分隔筒呈正立的锥形，所述第二分隔筒呈倒立的锥形，以此使得所述外层存储是和内层存储筒均呈上宽下窄的状态，以此减少第一筒膜的内层薄膜和第二筒膜的外层薄膜向前生长时与存储筒壁的接触，进而减少摩擦。
11、进一步优选地，所述第二分隔筒内呈为通孔，所述第二筒膜的内层薄膜穿过该通孔与所述回收机构连接。
12、进一步优选地，所述机器人还包括安装板，所述存储筒设置在所述安装板的上方，所述回收机构设置在所述存储筒的上方；所述第一筒膜和第二筒膜设置在所述安装板的下方，所述进给机构设置在所述安装板的下表面上。
13、进一步优选地，所述第一筒膜内和第二筒膜内的充气气腔的气压独立控制。
14、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：
15、1.本专利技术提供的筒膜结构的生长机器人包含的两种模式为向外翻折的生长模式以及向内翻折的生长模式。前者外层膜固定内层膜移动，适应在受限空间中的生长，但是在包覆物体时膜与物体表面相对运动，容易阻塞；类似的，后者外层膜移动内层膜固定，适应包覆物体但是受环境阻碍严重，双层筒膜的设计可以兼顾两者的优点；
16、2.本专利技术的第一筒膜置于外侧，固定外层膜有利于第一筒膜在生长时与环境不存在相对移动从而减小生长阻力，可以生长更长的距离；第二筒膜置于内侧，固定内层膜有利于第二筒膜在包覆物体时，筒膜与物体表面不存在相对移动从而减小包覆阻力，更容易实现对物体的包覆；
17、3.本专利技术的第一筒膜置于外侧，内层膜向前移动，在末端铺在环境表面成为外层膜，可以在不增大阻力的条件下，增加第一筒膜的长度从而实现第一筒膜的生长；第二筒膜置于内侧，外层膜向前移动，在末端铺在物体表面成为内层膜，可以在不增大阻力的条件下，增加第二筒膜的长度从而实现第二筒膜的生长，进一步地，对物体的包覆；
18、4.本专利技术采用齿轮机构将第一筒膜的内层与第二筒膜的外层同时啮合在啮合区内的方式，保证了这两层膜的相对固定，实现了对生长长度的稳定控制，不需要完全依赖气压进行生长，提高了生长的稳定性；
19、5.本专利技术在筒膜圆周上设置了多个进给机构，在同步进给时可以保证筒膜的均匀进给，实现向前均匀生长；通过控制各个进给机构的进给长度，可以实现筒膜的不均匀进给，结合气压控制，可以实现机器人的转向。
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1.一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，该软体机器人包括第一筒膜(1)、第二筒膜(2)、充气机构、进给机构(3)和回收机构(4)，其中，
2.如权利要求1所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述进给机构(3)包括多个，通过控制不同进给机构(3)的进给力调控所述第一筒膜(1)和第二筒膜(2)向前生长的方向。
3.如权利要求1或2所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述进给机构(3)为三个，沿所述第一筒膜(1)和第二筒膜(2)的圆周方向均匀分布。
4.如权利要求1所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，在所述第一层筒膜的内层薄膜(11)与进给机构(3)之间，以及所述第二层筒膜的外层薄膜(22)与所述进给机构(3)之间设置有齿轮限速机构(7)，所述第一层筒膜的内层薄膜(11)和第二层筒膜的外层薄膜(22)贴合并同时穿过所述此轮限速机构中相对设置的齿轮，以此限制所述进给机构(3)在驱动所述第一层筒膜的内层薄膜(11)和第
5.如权利要求1所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述软体机器人中还设置有存储筒(6)，该存储筒(6)用于存储所述第一层筒膜的内层薄膜(11)和第二层筒膜的外层薄膜(22)。
6.如权利要求5所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述存储筒(6)中设置有第一分隔筒(61)和第二分隔筒(62)，所述存储筒(6)外壳和所述第一分隔筒(61)之间形成外层存储筒(6)，所述第一分隔筒(61)和第二分隔筒(62)中间形成内层存储筒(6)，分别用于存储所述第一层筒膜的内层薄膜(11)和第二层筒膜的外层薄膜(22)。
7.如权利要求6所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述第一分隔筒(61)呈正立的锥形，所述第二分隔筒(62)呈倒立的锥形，以此使得所述外层存储是和内层存储筒(6)均呈上宽下窄的状态，以此减少第一层筒膜的内层薄膜(11)和第二层筒膜的外层薄膜(22)向前生长时与存储筒(6)壁的接触，进而减少摩擦。
8.如权利要求6或7所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述第二分隔筒(62)内呈为通孔，所述第二层筒膜的内层薄膜(21)穿过该通孔与所述回收机构(4)连接。
9.如权利要求5所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述机器人还包括安装板(5)，所述存储筒(6)设置在所述安装板(5)的上方，所述回收机构(4)设置在所述存储筒(6)的上方；所述第一筒膜(1)和第二筒膜(2)设置在所述安装板(5)的下方，所述进给机构(3)设置在所述安装板(5)的下表面上。
10.如权利要求1所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述第一筒膜(1)内和第二筒膜(2)内的充气气腔的气压独立控制。
...【技术特征摘要】
1.一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，该软体机器人包括第一筒膜(1)、第二筒膜(2)、充气机构、进给机构(3)和回收机构(4)，其中，
2.如权利要求1所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述进给机构(3)包括多个，通过控制不同进给机构(3)的进给力调控所述第一筒膜(1)和第二筒膜(2)向前生长的方向。
3.如权利要求1或2所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述进给机构(3)为三个，沿所述第一筒膜(1)和第二筒膜(2)的圆周方向均匀分布。
4.如权利要求1所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，在所述第一层筒膜的内层薄膜(11)与进给机构(3)之间，以及所述第二层筒膜的外层薄膜(22)与所述进给机构(3)之间设置有齿轮限速机构(7)，所述第一层筒膜的内层薄膜(11)和第二层筒膜的外层薄膜(22)贴合并同时穿过所述此轮限速机构中相对设置的齿轮，以此限制所述进给机构(3)在驱动所述第一层筒膜的内层薄膜(11)和第二层筒膜的外层薄膜(22)向前生长的速度。
5.如权利要求1所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其特征在于，所述软体机器人中还设置有存储筒(6)，该存储筒(6)用于存储所述第一层筒膜的内层薄膜(11)和第二层筒膜的外层薄膜(22)。
6.如权利要求5所述的一种基于嵌套结构在受限空间内生长抓取物体的软体机器人，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴志刚，雍昊臣，徐富康，李辰飞，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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