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专利号: 201911087915X
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无约束软体机器人,包括蓄液箱、中间执行机构、第一软体泵、第二软体泵、蛇皮薄膜和控制箱;其特征在于:所述蓄液箱的顶部开设有第一进出液口和第二进出液口;中间执行机构包括第一伸缩管和第二伸缩管;第一伸缩管上开设有第一通液口;第二伸缩管上开设有第二通液口;第一伸缩管、第二伸缩管的一端均与蓄液箱固定,另一端均与控制箱固定;第一伸缩管与第二伸缩管并排设置;

所述的第一软体泵、第二软体泵均为软质双向泵;软质双向泵包括依次排列的顶层、顶部电极对、沟道层、底部电极对和底层;沟道层的中部开设有条形沟道;顶层的两端分别开设有第一流道孔和第二流道孔;第一流道孔和第二流道孔与沟道层上条形沟道的两端分别连通;所述的顶部电极对与底部电极对结构相同,均呈梳齿电极对状;

第一软体泵上顶层的第一流道孔与蓄液箱上第一进出液口连接,第二流道孔与第一伸缩管上的第一通液口连接;第二软体泵上顶层的第一流道孔与蓄液箱上第二进出液口连接,第二流道孔与第二伸缩管上的第二通液口连接;蓄液箱、第一软体泵、第二软体泵、第一伸缩管和第二伸缩管内均装有电介质液体;

两根第一伸缩管和第二伸缩管上均设置有蛇皮薄膜;蛇皮薄膜包括主体膜和仿蛇鳞片;主体膜的外侧面设置有多片仿蛇鳞片;仿蛇鳞片的内端均与主体膜固定;仿蛇鳞片外端的朝向一致;主体膜上的仿蛇鳞片与地面接触。

2.根据权利要求1所述的一种无约束软体机器人,其特征在于:所述的顶部电极对与底部电极均包括第一梳齿电极和第二梳齿电极;第一梳齿电极包括第一引出片、第一主干条和n根第一分支条;第一引出片的内端与第一主干条的一端连接;n根第一分支条均设置在第一主干条的内侧边缘,且沿着第一主干条的长度方向依次排列;第二梳齿电极包括第二引出片、第二主干条和n根第二分支条;第二引出片的内端与第二主干条的一端连接;n根第二分支条均设置在第二主干条的内侧边缘,且沿着第二主干条的长度方向依次排列;第一主干条与第二主干条分别设置在条形沟道的两侧;n根第一分支条与n根第二分支条的外端依次交替排列;n根第一分支条与n根第二分支条两两一组,形成n个单元电极对;一个单元电极对内的第一分支条与第二分支条的间距小于相邻两个单元电极对的间距;同一单元电极中,第一分支条位于第二分支条靠近第一流道孔的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种无约束软体机器人,其特征在于:一个单元电极对内的第一分支条与第二分支条的间距为0.5mm,相邻两个单元电极对的间距为1mm。

4.根据权利要求2所述的一种无约束软体机器人,其特征在于:所述顶部电极对与底部电极对内的第一梳齿电极连接在一起,作为软质双向泵的第一输入引脚;顶部电极对与底部电极对内第二梳齿电极的第二引出片连接在一起,作为软质双向泵的第二输入引脚。

5.根据权利要求4所述的一种无约束软体机器人,其特征在于:所述的控制箱内装有控制器和高压发生器;高压发生器的第一组输出接口内的两个输出引脚与第一软体泵的第一输入引脚、第二输入引脚分别连接;高压发生器的第二组输出接口内的两个输出引脚与第二软体泵的第一输入引脚、第二输入引脚分别连接;高压发生器的控制接口与控制器连接;

控制器采用单片机。

6.根据权利要求1所述的一种无约束软体机器人,其特征在于:所述蓄液箱的顶部还开设有通气孔;所述蓄液箱及控制箱的两侧均支承有从动轮。

7.根据权利要求1所述的一种无约束软体机器人,其特征在于:第一软体泵、第二软体泵分别安装在第一伸缩管、第二伸缩管上。

8.根据权利要求1所述的一种无约束软体机器人,其特征在于:顶层及底层的厚度均为

0.4mm;沟道层的厚度为0.5mm;顶部电极对及底部电极对的厚度均为30μm;顶层、沟道层、底层均为有机硅膜;有机硅具体的为聚二甲基硅氧烷;顶层及底层均与沟道层通过硅酮胶黏膜粘接;顶部电极对及底部电极对均采用可拉伸银材料。

9.根据权利要求1所述的一种无约束软体机器人,其特征在于:仿蛇鳞片采用塑料片;

除位于主体膜首端处的仿蛇鳞片外,其余仿蛇鳞片的内端均被另外的仿蛇鳞片覆盖。

10.如权利要求1所述的一种无约束软体机器人的驱动方法,其特征在于:包括直线驱动方法和偏转驱动方法;

直线驱动方法具体如下:

步骤一、第一软体泵正向通电,使得第一软体泵的正向泵液,蓄液箱内的电介质液体流向第一伸缩管,使得第一伸缩管伸长;

同时,第二软体泵反向通电,使得第二软体泵的正向泵液,蓄液箱内的电介质液体流向第二伸缩管,使得第二伸缩管伸长;

在蛇皮薄膜后向抓地力的作用下,第一伸缩管和第二伸缩管推动控制箱向前移动;仿蛇鳞片的外端向内端的方向即为行进方向;

步骤二、第一软体泵反向通电,使得第一软体泵的反向泵液,第一伸缩管内的电介质液体流向蓄液箱,使得第一伸缩管缩短;

同时,第二软体泵反向通电,使得第二软体泵的反向泵液,第二伸缩管内的电介质液体流向蓄液箱,使得第二伸缩管缩短;

在蛇皮薄膜后向抓地力的作用下,第一伸缩管和第二伸缩管拉动蓄液箱向前移动;

步骤三、重复执行步骤一和二,实现持续前进;

偏转驱动方法具体如下:

步骤一、将第一伸缩管、第二伸缩管中远离偏转方向一侧的那个作为工作伸缩管;将工作伸缩管对应的软体泵作为工作软体泵;

步骤二、工作软体泵正向通电,使得工作软体泵的正向泵液,蓄液箱内的电介质液体流向工作伸缩管,使得工作伸缩管伸长;在蛇皮薄膜后向抓地力的作用下,工作伸缩管推动控制箱向目标方向偏转;

步骤三、工作软体泵反向通电,使得工作软体泵的反向泵液,工作伸缩管内的电介质液体流向蓄液箱,使得工作伸缩管缩短;在蛇皮薄膜后向抓地力的作用下,工作伸缩管拉动蓄液箱向目标方向偏转;

步骤四、重复步骤二和三,直到偏转至目标角度。