一种用于软体机器人的能量自发产生与自主调控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于软体机器人的能量自发产生与自主调控系统，通过反馈调节氢气存储室内氢气的对外排放量，利用反应产生的热量激活氢气存储室内的储氢金属释放氢气，从而循环不断地为软体机器人提供稳定动力源。上压块受到中腔弹簧挤压而截断上通气管，导通下通气管。当上腔未加压磁铁未下沉时，阀体可在上腔控制端口的输入下克服弹簧阻力而连续控制上、下通气管的开口大小，从而控制流体流量输出。当上腔加压克服上腔弹簧的弹力使磁铁下沉后，上、下压块在加压时将被磁力捕获而呈现具有迟滞的开关特性，致使流体压力呈现周期性的振荡；本发明专利技术能够在保持中小型机器人相对较小的体积与较轻的质量的同时，为机器人提供持续而且稳定的能量输出。且稳定的能量输出。且稳定的能量输出。

【技术实现步骤摘要】
一种用于软体机器人的能量自发产生与自主调控系统


[0001]本专利技术涉及软体机器人
，特别是涉及一种用于软体机器人的能量自发产生与自主调控系统。

技术介绍

[0002]传统研究中的机器人多数为刚性材质的机器人，拥有坚硬的电机、电池、外壳。虽然现有的机器人可编程控制、电机执行效率高，但是其体积较大、质量重，不适用于狭小、危险空间工作。为了拓展机器人的应用场景，尤其对于类似矿井、辐射区等不适用电的地方，代替传统机器人进行探索与搜救，于是对软体机器人的能量产生与调控系统作出不断探索与创新。在一般情况下，传统微小型气动软体探索类机器人需要携带多根气管工作，气管的长度与重量抑制了机器人的灵活运动。携带燃油类的能源输出能量不稳定，且存在剧烈化学反应的安全隐患。
[0003]综上，提供一种为机器人提供持续而且稳定的能量输出能量自发产生与自主调控系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于软体机器人的能量自发产生与自主调控系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够在保持中小型机器人相对较小的体积与较轻的质量的同时，为机器人提供持续而且稳定的能量输出。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种用于软体机器人的能量自发产生与自主调控系统，包括数模混合的刚柔耦合阀、氢气存储室、空气室、混合室和反应室；
[0007]所述数模混合的刚柔耦合阀包括由顶部到底部依次连接的上外壳、中外壳和下外壳；r/>[0008]所述中外壳的内部设置有隔板，所述隔板顶部的所述中外壳的内腔与所述上外壳的内腔构成上腔，所述上腔内设置有上腔弹性膜，所述上腔弹性膜将所述上腔分隔为独立的上腔一和上腔二，所述上腔一位于所述上腔弹性膜的顶部，所述上腔一处设置有上腔控制端口，所述上腔二位于所述上腔弹性膜的底部，所述上腔二处设置有连通大气的上腔接大气口，所述上腔弹性膜连接有磁铁，所述磁铁的底端与所述隔板顶部向下开设的凹槽相对，所述磁铁的外部套设上腔弹簧，所述上腔弹簧位于所述上腔弹性膜与所述隔板之间；
[0009]所述中外壳与所述下外壳之间设置下腔弹性膜，所述下腔弹性膜的顶部与所述隔板之间为中腔，所述下腔弹性膜的底部为下腔，所述中腔上设置中腔控制端口，所述下腔弹性膜的顶部设置压块上夹板，所述下腔弹性膜的底部设置压块下夹板，所述压块下夹板顶部竖向设置能够被磁铁吸附的金属插杆，所述压块上夹板顶部竖向设置套筒，所述插杆穿过所述下腔弹性膜插入所述套筒内与所述套筒连接，所述套筒外部套设中腔弹簧，所述中腔弹簧位于所述隔板与所述下腔弹性膜之间；
[0010]所述压块下夹板的底部连接上压块，所述上压块的底部连接下压块，所述下外壳上横向穿设有常闭通气管和常开通气管，所述常闭通气管设置于所述常开通气管的顶部，所述上压块位于所述常闭通气管的顶部，所述上压块工作前的初始状态为竖向挤压所述常闭通气管使所述常闭通气管的通道阻断，所述上压块的上行和下移能够控制所述常闭通气管的通道开合程度，所述下压块位于所述常开通气管的底部，所述下压块的上行和下移能够控制所述常开通气管通道的开合程度；所述下外壳的底部一侧还设置有下腔控制端口；
[0011]所述常开通气管的第一端口连接所述混合室，所述混合室通过输气管路分别连接所述氢气存储室和空气室，所述常开通气管的第二端口连接所述反应室，氢气和空气的混合气体在所述反应室内被氧化，所述反应室通过管路连接所述下腔控制端口，所述反应室还通过管路连接所述常闭通气管一端的第三端口，所述常闭通气管另一端的第四端口输出的气压为软体机器人提供动力。
[0012]优选地，所述上外壳的底部、所述中外壳的顶部分别设置有连接法兰，所述上外壳和所述中外壳通过连接法兰连接，所述上腔弹性膜夹持在所述上外壳的连接法兰与所述中外壳的连接法兰之间。
[0013]优选地，所述磁铁包括圆柱磁铁和环形磁铁，所述环形磁铁套设于所述圆柱磁铁的底部，所述环形磁铁与所述隔板顶部向下开设的凹槽相对，所述上腔弹性膜的顶部和底部分别设置有磁铁上夹板和磁铁下夹板，所述磁铁上夹板的顶部竖向设置有套筒，所述磁铁下夹板的顶部也竖向设置有套筒，所述磁铁下夹板的套筒穿过所述上腔弹性膜的中部通孔伸入所述磁铁上夹板的套筒内连接，所述圆柱磁铁的顶部深入所述磁铁下夹板的套筒内连接；所述上腔弹簧套设置于所述环形磁铁的外部，且所述上腔弹簧的顶端和底端分别与所述上腔弹性膜、所述隔板连接。
[0014]优选地，所述隔板的板体中部向下设置有一柱形凸台，所述凹槽为由柱形凸台的顶端面向下开设的上盲孔，所述柱形凸台上由底端面向上开设置有下盲孔，所述下盲孔与所述压块上夹板顶部的套筒相对，用于所述压块上夹板顶部的套筒的导向。
[0015]优选地，所述中腔弹簧套设于所述柱形凸台的外部，且所述中腔弹簧的顶端和底端分别连接所述隔板和所述压块上夹板。
[0016]优选地，所述圆柱磁铁、环形磁铁、上盲孔、下盲孔和所述压块上夹板顶部的套筒同轴心设置。
[0017]优选地，所述中外壳的底部、所述下外壳的顶部分别设置有连接法兰，所述中外壳和所述下外壳通过连接法兰连接，所述下腔弹性膜夹持在所述中外壳的连接法兰与所述下外壳的连接法兰之间。
[0018]优选地，所述上压块和所述下压块均为三棱柱结构，所述上压块三个棱角中的一个与所述常闭通气管相对，所述下压块三个棱角中的一个与所述常开通气管相对，所述上压块与所述下压块之间通过连杆连接。
[0019]优选地，所述常闭通气管和常开通气管之间设置有限位横梁。
[0020]优选地，所述储存室内设置有储氢金属，所述反应室内设置有催化反应金属，所述混合室连接所述氢气存储室和所述空气室的输气管路上设置有单向阀。
[0021]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
[0022]本专利技术提供的用于软体机器人的能量自发产生与自主调控系统，主要解决了软体
机器人等中小型机器人的动力源及其动力分配问题。与传统使用电池和刚性阀体的驱动系统不同，本专利技术可继续保持中小型机器人相对较小的体积与较轻的质量的同时，为机器人提供持续而且稳定的能量输出。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术中用于软体机器人的能量自发产生与自主调控系统的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术中数模混合的刚柔耦合阀的内部结构示意图；
[0026]图3为本专利技术中数模混合的刚柔耦合阀的立体半剖图；
[0027]图4为本专利技术中数模混合的刚柔耦合阀的立体图；
[0028]图中：1
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数模混合的刚柔耦合阀；2
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氢气存储室；3
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储氢金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于软体机器人的能量自发产生与自主调控系统，其特征在于：包括数模混合的刚柔耦合阀、氢气存储室、空气室、混合室和反应室；所述数模混合的刚柔耦合阀包括由顶部到底部依次连接的上外壳、中外壳和下外壳；所述中外壳的内部设置有隔板，所述隔板顶部的所述中外壳的内腔与所述上外壳的内腔构成上腔，所述上腔内设置有上腔弹性膜，所述上腔弹性膜将所述上腔分隔为独立的上腔一和上腔二，所述上腔一位于所述上腔弹性膜的顶部，所述上腔一处设置有上腔控制端口，所述上腔二位于所述上腔弹性膜的底部，所述上腔二处设置有连通大气的上腔接大气口，所述上腔弹性膜连接有磁铁，所述磁铁的底端与所述隔板顶部向下开设的凹槽相对，所述磁铁的外部套设上腔弹簧，所述上腔弹簧位于所述上腔弹性膜与所述隔板之间；所述中外壳与所述下外壳之间设置下腔弹性膜，所述下腔弹性膜的顶部与所述隔板之间为中腔，所述下腔弹性膜底部的所述下外壳的内腔为下腔，所述中腔上设置中腔控制端口，所述下腔弹性膜的顶部设置压块上夹板，所述下腔弹性膜的底部设置压块下夹板，所述压块下夹板顶部竖向设置能够被磁铁吸附的金属插杆，所述压块上夹板顶部竖向设置套筒，所述插杆穿过所述下腔弹性膜插入所述套筒内与所述套筒连接，所述套筒外部套设中腔弹簧，所述中腔弹簧位于所述隔板与所述下腔弹性膜之间；所述压块下夹板的底部连接上压块，所述上压块的底部连接下压块，所述下外壳上横向穿设有常闭通气管和常开通气管，所述常闭通气管设置于所述常开通气管的顶部，所述上压块位于所述常闭通气管的顶部，所述上压块工作前的初始状态为竖向挤压所述常闭通气管使所述常闭通气管的通道阻断，所述上压块的上行和下移能够控制所述常闭通气管的通道开合程度，所述下压块位于所述常开通气管的底部，所述下压块的上行和下移能够控制所述常开通气管通道的开合程度；所述下外壳的底部一侧还设置有下腔控制端口；所述常开通气管的第一端口连接所述混合室，所述混合室通过输气管路分别连接所述氢气存储室和空气室，所述常开通气管的第二端口连接所述反应室，氢气和空气的混合气体在所述反应室内被氧化，所述反应室通过管路连接所述下腔控制端口，所述反应室还通过管路连接所述常闭通气管一端的第三端口，所述常闭通气管另一端的第四端口输出的气压为软体机器人提供动力。2.根据权利要求1所述的用于软体机器人的能量自发产生与自主调控系统，其特征在于：所述上外壳的底部、所述中外壳的顶部分别设置有连接法兰，所述上外壳和所述中外壳通过连接法兰连接，所述上腔弹性膜夹持在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，赵永健，齐宇燕，钟宋义，杨毅，邵文韫，彭艳，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：