一種具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及探測(cè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]近年機(jī)器人技術(shù)得到飛躍發(fā)展，為人類的生活、生產(chǎn)帶來(lái)了很大的便利，但現(xiàn)有的機(jī)器人大多數(shù)屬于剛性的，其肢體與連接關(guān)節(jié)的活動(dòng)受限于剛性組件的形狀和尺寸，無(wú)法在狹窄的空間中移動(dòng)自如，也難以作出靈活的動(dòng)作和變換運(yùn)動(dòng)方向。在對(duì)狹小、復(fù)雜多變的空間進(jìn)行探索時(shí)，具有柔軟軀干的柔性機(jī)器人就更為合適了，其具有可變性的關(guān)節(jié)，如利用SMA記憶合金制作的“肌肉”，意味站它能夠的各種環(huán)境下靈活移動(dòng)，比如在復(fù)雜管網(wǎng)或是多障礙場(chǎng)景中前行、變向。然而，現(xiàn)有柔性仿生機(jī)器人不具有觸覺(jué)傳感，無(wú)法智能感受前行環(huán)境的變化而調(diào)整自身姿態(tài)，只靠遙距控制是不能充分發(fā)揮其柔性優(yōu)勢(shì)的，特別是在操作人員無(wú)法直視的場(chǎng)合。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為進(jìn)一步提升柔性機(jī)器人的感觀響應(yīng)能力，對(duì)復(fù)雜環(huán)境智能作出良好反應(yīng)，本實(shí)用新型提出一種具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人，其具體技術(shù)方案如下:
[0004]—種具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人，包括軀干及由軀干延伸而出的若干柔性足肢，所述柔性足肢具有SMA記憶合金骨架，該SMA記憶合金骨架表面覆蓋有觸感皮膚，所述觸感皮膚為分布有若干觸覺(jué)傳感單元的軟質(zhì)基底，所述柔性機(jī)器人內(nèi)置有微型電腦和帶動(dòng)SMA記憶合金骨架動(dòng)作的直流電機(jī)，所述微型電腦連接軟質(zhì)基底并獲取由其反饋的觸感信號(hào)，驅(qū)使所述直流電機(jī)動(dòng)作。
[0005]于本實(shí)用新型的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述微型電腦與軟質(zhì)基座之間、微型電腦與直流電機(jī)之間分別設(shè)置有信號(hào)處理電路。
[0006]于本實(shí)用新型的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述軟質(zhì)基底上設(shè)置有若干觸覺(jué)傳感單元的信號(hào)輸出點(diǎn)，該若干信號(hào)輸出點(diǎn)呈網(wǎng)格狀分布。
[0007]于本實(shí)用新型的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述軟質(zhì)基底為聚偏氟乙烯，其中均勻摻有所述觸覺(jué)傳感單元，所述觸覺(jué)傳感單元含有彈簧狀導(dǎo)電纖維。
[0008]于本實(shí)用新型的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例當(dāng)中，所述觸覺(jué)傳感單元僅布局于柔性足肢上、與運(yùn)動(dòng)面相接觸的一側(cè)。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:具有帶觸感的柔性足肢，能夠感受前行環(huán)境中障礙或突發(fā)變化從而調(diào)整自身姿態(tài)，完成障礙躲避、不規(guī)則路徑穿越等動(dòng)作，真正發(fā)揮其柔性優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的外型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型的內(nèi)部觸感系統(tǒng)的原理框架示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如下結(jié)合附圖1-2，對(duì)本申請(qǐng)方案作進(jìn)一步描述:
[0013]—種具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人，包括軀干I及由軀干I延伸而出的若干柔性足肢2，所述柔性足肢2具有SMA記憶合金骨架21，該SMA記憶合金骨架21表面覆蓋有觸感皮膚22，所述觸感皮膚22為分布有若干觸覺(jué)傳感單元220的軟質(zhì)基底，所述柔性機(jī)器人內(nèi)置有微型電腦3和帶動(dòng)SMA記憶合金骨架21動(dòng)作的直流電機(jī)4，所述微型電腦3連接軟質(zhì)基底并獲取由其反饋的觸感信號(hào)，驅(qū)使所述直流電機(jī)4動(dòng)作。
[0014]所述微型電腦3與軟質(zhì)基座之間、微型電腦3與直流電機(jī)4之間分別設(shè)置有信號(hào)處理電路5。
[0015]所述軟質(zhì)基底上設(shè)置有若干觸覺(jué)傳感單元的信號(hào)輸出點(diǎn)，該若干信號(hào)輸出點(diǎn)呈網(wǎng)格狀分布，對(duì)應(yīng)的，所述SMA記憶合金骨架上設(shè)置有若干信號(hào)處理電路的觸點(diǎn)，這樣就不必對(duì)每個(gè)觸覺(jué)傳感單元220都配接信號(hào)處理電路5，一方面更為適合柔性機(jī)器人姿態(tài)變換的特點(diǎn)，另一方面也大大地降低制作的難度與成本。
[0016]所述軟質(zhì)基底為樹(shù)脂基質(zhì)、PVDF (聚偏氟乙烯)等柔性材料，其中均勻摻有所述觸覺(jué)傳感單元220，所述觸覺(jué)傳感單元220為高分子基質(zhì)中摻有彈簧狀導(dǎo)電纖維。
[0017]所述觸覺(jué)傳感單元220僅布局于柔性足肢2上、與運(yùn)動(dòng)面相接觸的一側(cè)。
[0018]本實(shí)用施例采用仿八爪魚(yú)的生物形態(tài)，各柔性足肢2對(duì)應(yīng)八爪魚(yú)的觸手，所述觸覺(jué)傳感單元220主要布局于觸手的吸盤位置。
[0019]所述的彈簧狀導(dǎo)電纖維是一種擁有彈簧狀結(jié)構(gòu)的微納米纖維，其以一定的彈簧直徑和螺距規(guī)則地旋卷，具有較佳的形變\回復(fù)性能，且形變\回復(fù)時(shí)其等效電感L、電阻R參量會(huì)相應(yīng)變化；而所述高分子基質(zhì)實(shí)質(zhì)上是一種電介質(zhì)，起到電容器的作用，其形變引起電容C參量的變化。
[0020]當(dāng)所述柔性足肢2接近或接觸行進(jìn)路徑上的障礙物時(shí)，所述觸覺(jué)傳感單元220將產(chǎn)生相應(yīng)的觸感信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路5傳遞至微型電腦3，微型電腦3根據(jù)內(nèi)植的判斷算法產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)使所述直流電機(jī)4，從而帶動(dòng)SMA記憶合金骨架做出合適的動(dòng)作響應(yīng)。
[0021 ] 上述優(yōu)選實(shí)施方式應(yīng)視為本申請(qǐng)方案實(shí)施方式的舉例說(shuō)明，凡與本申請(qǐng)方案雷同、近似或以此為基礎(chǔ)作出的技術(shù)推演、替換、改進(jìn)等，均應(yīng)視為本專利的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人，包括軀干及由軀干延伸而出的若干柔性足肢，其特征在于:所述柔性足肢具有SMA記憶合金骨架，該SMA記憶合金骨架表面覆蓋有觸感皮膚，所述觸感皮膚為分布有若干觸覺(jué)傳感單元的軟質(zhì)基底，所述柔性機(jī)器人內(nèi)置有微型電腦和帶動(dòng)SMA記憶合金骨架動(dòng)作的直流電機(jī)，所述微型電腦連接軟質(zhì)基底并獲取由其反饋的觸感信號(hào)，驅(qū)使所述直流電機(jī)動(dòng)作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人，其特征在于:所述微型電腦與軟質(zhì)基座之間、微型電腦與直流電機(jī)之間分別設(shè)置有信號(hào)處理電路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人，其特征在于:所述軟質(zhì)基底上設(shè)置有若干觸覺(jué)傳感單元的信號(hào)輸出點(diǎn)，該若干信號(hào)輸出點(diǎn)呈網(wǎng)格狀分布。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人，其特征在于:所述軟質(zhì)基底為聚偏氟乙烯，其中均勻摻有所述觸覺(jué)傳感單元，所述觸覺(jué)傳感單元含有彈簧狀導(dǎo)電纖維。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人，其特征在于:所述觸覺(jué)傳感單元僅布局于柔性足肢上、與運(yùn)動(dòng)面相接觸的一側(cè)。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種具有觸覺(jué)傳感的柔性機(jī)器人，包括軀干及由軀干延伸而出的若干柔性足肢，其特征在于：所述柔性足肢具有SMA記憶合金骨架，該SMA記憶合金骨架表面覆蓋有觸感皮膚，所述觸感皮膚為分布有若干觸覺(jué)傳感單元的軟質(zhì)基底，所述柔性機(jī)器人內(nèi)置有微型電腦和帶動(dòng)SMA記憶合金骨架動(dòng)作的直流電機(jī)，所述微型電腦連接軟質(zhì)基底并獲取由其反饋的觸感信號(hào)，驅(qū)使所述直流電機(jī)動(dòng)作。本實(shí)用新型具有帶觸感的柔性足肢，能夠感受前行環(huán)境中障礙或突發(fā)變化從而調(diào)整自身姿態(tài)，完成障礙躲避、不規(guī)則路徑穿越等動(dòng)作，進(jìn)一步提升柔性機(jī)器人的感觀響應(yīng)能力，真正發(fā)揮其柔性優(yōu)勢(shì)。
【IPC分類】B25J13/08
【公開(kāi)號(hào)】CN204913927
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520599070
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】廣東雙虹新材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年8月11日