一种翻滚移动机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种翻滚移动机器人，包括：机器人主体和多个人工肌肉纤维索，机器人主体包括多个交叉设置的支撑杆，支撑杆的端部形成支撑点，多个支撑点位于同一个外接球上，人工肌肉纤维索在伸展状态与收缩状态之间可伸缩地连接在相邻支撑点之间，其中，当人工肌肉纤维索处于伸展状态时，机器人主体底部具有与地面接触的至少三个支撑点且翻滚移动机器人的重心在竖直方向上的投影位于支撑点围成的图形内；当多个人工肌肉纤维索中的部分人工肌肉纤维索处于收缩状态时，翻滚移动机器人的重心移动至支撑点围成的图形外。支撑杆与人工肌肉纤维索共同作用，使得翻滚移动机器人能够在简单的机械运动下实现翻滚移动，兼具了软、硬机器人的特性。

A rolling mobile robot

【技术实现步骤摘要】
一种翻滚移动机器人
本技术涉及机器人
，尤其是涉及一种翻滚移动机器人。
技术介绍
相关技术中，传统的机器人通常由硬材料组成,需要复杂的运动控制系统来完成不同的任务，特别是，由于部件是刚性的，大多数硬质机器人在与人或易碎物体近距离接触时容易造成伤害，此外，高度灵巧和可变形的软体机器人得到广泛的研究，但是，软体机器人承载能力差，限制了它们的实际应用。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种翻滚移动机器人，所述翻滚移动机器人，重量很轻，具有很高的可变形性，能够在不同地形上移动。根据本技术实施例的翻滚移动机器人，包括：机器人主体和多个人工肌肉纤维索，所述机器人主体包括多个交叉设置的支撑杆，所述支撑杆的端部形成支撑点，多个所述支撑点位于同一个外接球上，所述人工肌肉纤维索在伸展状态与收缩状态之间可伸缩地连接在相邻所述支撑点之间，其中，当所述人工肌肉纤维索处于所述伸展状态时，所述机器人主体底部具有与地面接触的至少三个所述支撑点且所述翻滚移动机器人的重心在竖直方向上的投影位于所述支撑点围成的图形内；当多个所述人工肌肉纤维索中的部分所述人工肌肉纤维索处于所述收缩状态时，所述翻滚移动机器人的重心移动至所述支撑点围成的图形外。根据本技术的翻滚移动机器人，通过使用支撑杆与人工肌肉纤维索共同作用，使得翻滚移动机器人能够在简单的机械运动下实现翻滚移动，兼具了软、硬机器人的特性，且解决了软机器人的应用受到其低承载能力的限制的问题，而且支撑杆和人工肌肉纤维索的质量较轻，翻滚移动机器人可以携带约10倍自身重量的货物，也解决了硬机器人需要复杂的运动控制系统来完成各种任务，还具有软硬机器人都不具有的优点，并且由于其结构轻巧，能够在不同地形上移动，比如砂子、土壤、泥浆，移动不受地形的限制，因而适合代替人力前往特殊地形进行探测活动。根据本技术的一些实施例，在彼此垂直的第一方向、第二方向和第三方向上，多个所述支撑杆中至少一个沿所述第一方向延伸，多个所述支撑杆中至少一个沿所述第二方向延伸，多个所述支撑杆中至少一个沿所述第三方向延伸。根据本技术的一些实施例，多个所述支撑杆形成为长度相同的直杆。根据本技术的一些实施例，多个所述支撑杆包括三个支撑杆组，每个所述支撑杆组包括两个长度相同且相互平行的支撑杆。根据本技术的一些实施例，所述人工肌肉纤维索包括：伸缩弹性件和发热丝，所述伸缩弹性件在所述伸展状态与所述收缩状态之间可伸缩地连接在相邻所述支撑点之间，所述发热丝设在所述伸缩弹性件内用于控制所述伸缩弹性件在所述伸展状态与所述收缩状态之间切换。根据本技术的一些实施例，还包括：电源组件，所述电源组件设在所述机器人主体内并与所述发热丝电连接。根据本技术的一些实施例，所述支撑杆内限定有电源容纳腔，所述电源组件容纳在所述电源容纳腔内。根据本技术的一些实施例，所述电源组件与所述发热丝之间设有多个并联设置的继电器，多个继电器与连接所述支撑杆的多个发热丝一一对应串联设置。根据本技术的一些实施例，所述伸缩弹性件形成为包裹在所述发热丝上并沿所述发热丝的长度延伸的LCE材料件。根据本技术的一些实施例，所述人工肌肉纤维索处于伸展状态时的长度为L1，所述人工肌肉纤维索处于收缩状态时的长度为L2，0.35≤L2/L1≤0.45。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本技术实施例翻滚移动机器人的结构示意图；图2是根据本技术实施例翻滚移动机器人的局部结构示意图。附图标记：100：翻滚移动机器人；10：支撑杆；11：电源容纳腔；12：电源组件；13：继电器；20：人工肌肉纤维索；21：伸缩弹性件；22：发热丝。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本技术的实施例。下面参考图1-图2描述根据本技术实施例的翻滚移动机器人100。如图1所示，翻滚移动机器人100可以包括：机器人主体和多个人工肌肉纤维索20。机器人主体包括多个交叉设置的支撑杆10，支撑杆10的端部形成支撑点，多个支撑点位于同一个外接球上，且支撑杆10的长度大于外接球的半径，保证支撑杆10上支撑点能够始终在外接球上，并且通过将支撑点设在外接球上，多个支撑点配合组成一个类似于球形结构的多面体结构，球形结构翻滚方便，可以使得翻滚移动机器人100能够在不同类型的地形上移动。人工肌肉纤维索20在伸展状态与收缩状态之间可伸缩地连接在相邻支撑点之间，其中，机器人主体底部具有与地面接触的至少三个支撑点，也就是说，当机器人主体放置在地面上时，至少具有三个支撑点支撑在地面上，三个支撑点依次相连围成一个支撑面。当人工肌肉纤维索20处于伸展状态时，翻滚移动机器人100的重心在竖直方向上的投影位于支撑点围成的支撑面内，此时机器人主体处于稳定状态，不会发生变动或移动；当多个人工肌肉纤维索20中的部分人工肌肉纤维索20处于收缩状态时，翻滚移动机器人100的重心移动至支撑点围成的图形外。例如，与支撑面上的支撑点相连的人工肌肉纤维索20收缩，其中一个支撑点在人工肌肉纤维索20的拉力作用下会发生移动，支撑点朝向支撑面的内部移动，此时支撑点围成的支撑面发生改变，翻滚移动机器人100的重心在竖直方向上的投影位于支撑点围成的支撑面外侧，此时，机器人主体在重力的作用下朝向移动支撑点的一侧倾斜翻转。翻转之后的机器人主体又会产生一个与地面支撑的支撑面，然后重复之前的动作，人工肌肉纤维索20拉动支撑点移动使得机器人主体持续翻滚，进而实现机器人主体的移动。由此，根据本技术实施例的翻滚移动机器人，利用人工肌肉纤维索20的收缩造成支撑杆10向后移，此时翻滚移动机器人100自身的重心偏移，造成翻滚移动机器人100翻滚向前移动，人工肌肉纤维索20的结构简单，控制方便，翻滚移动机器人100兼具了软、硬机器人的特性，解决了软机器人的应用受到其低承载能力的限制问题，也解决了硬机器人需要复杂的运动控制系统来完成各种任务，还具有软硬机器人都不具有的优点，由于其结构轻巧，翻滚移动原理简单，能够在不同地形上移动不会受到地形的限制，因而适合代替人力前往特殊地形进行探测活动。而且，相对于传统采用电机驱动的机器人而言，采用人工肌肉纤维索20作为动力驱动机器人移动，不仅简化了翻滚移动机器人的机构设计，而且人工肌肉纤维索20的质量较轻，方便转配，有利于缩小机器人的体积，实现机器人的微型化。在一些具体实施例中，翻滚移动机器人可以作为探测机器人使用，例如可以在支撑杆10上设置360°全景摄像机，摄像机通过信号连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种翻滚移动机器人，其特征在于，包括：/n机器人主体，所述机器人主体包括多个交叉设置的支撑杆，所述支撑杆的端部形成支撑点，多个所述支撑点位于同一个外接球上；/n多个人工肌肉纤维索，所述人工肌肉纤维索在伸展状态与收缩状态之间可伸缩地连接在相邻所述支撑点之间；/n其中，当所述人工肌肉纤维索处于所述伸展状态时，所述机器人主体底部具有与地面接触的至少三个所述支撑点且所述翻滚移动机器人的重心在竖直方向上的投影位于所述支撑点围成的图形内；当多个所述人工肌肉纤维索中的部分所述人工肌肉纤维索处于所述收缩状态时，所述翻滚移动机器人的重心移动至所述支撑点围成的图形外。/n

【技术特征摘要】
1.一种翻滚移动机器人，其特征在于，包括：
机器人主体，所述机器人主体包括多个交叉设置的支撑杆，所述支撑杆的端部形成支撑点，多个所述支撑点位于同一个外接球上；
多个人工肌肉纤维索，所述人工肌肉纤维索在伸展状态与收缩状态之间可伸缩地连接在相邻所述支撑点之间；
其中，当所述人工肌肉纤维索处于所述伸展状态时，所述机器人主体底部具有与地面接触的至少三个所述支撑点且所述翻滚移动机器人的重心在竖直方向上的投影位于所述支撑点围成的图形内；当多个所述人工肌肉纤维索中的部分所述人工肌肉纤维索处于所述收缩状态时，所述翻滚移动机器人的重心移动至所述支撑点围成的图形外。


2.根据权利要求1所述的翻滚移动机器人，其特征在于，在彼此垂直的第一方向、第二方向和第三方向上，多个所述支撑杆中至少一个沿所述第一方向延伸，多个所述支撑杆中至少一个沿所述第二方向延伸，多个所述支撑杆中至少一个沿所述第三方向延伸。


3.根据权利要求2所述的翻滚移动机器人，其特征在于，多个所述支撑杆形成为长度相同的直杆。


4.根据权利要求3所述的翻滚移动机器人，其特征在于，多个所述支撑杆包括三个支撑杆组，每个所述支撑杆组包括两个长度相同且相互平行的支撑杆。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，陈增付，苏翔，余勇，赵俊，徐沛保，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34