r>[0028]再进一步，所述基节I中，在所述第一中心驱动腔外的弹性基体的一圈上与所述第一侧驱动腔13错位布置第一走管通道17，所述第一通气管12位于所述第一走管通道17内；所述尾节2中，在所述第二中心驱动腔外的弹性基体的一圈上与所述第二侧驱动腔23错位布置第二走管通道27，所述第二通气管22位于所述第二走管通道27内。
[0029]更进一步，所述基节I中，所述第一中心约束件包括第一中心约束弹簧15和第一中心约束环16，所述第一中心驱动腔13的内壁安装第一中心约束弹簧15，所述第一中心驱动腔13的外壁安装第一中心约束环16，所述第一侧约束件包括第一侧约束弹簧和第一侧约束环，所述第一侧驱动腔的内壁安装第一侧约束弹簧，所述第一侧驱动腔的外壁安装第一侧约束环；所述尾节2中，所述第二中心约束件包括第二中心约束弹簧25和第二中心约束环26，所述第二中心驱动腔23的内壁安装第二中心约束弹簧25，所述第二中心驱动腔23的外壁安装第二中心约束环26，所述第二侧约束件包括第二侧约束弹簧和第二侧约束环，所述第二侧驱动腔的内壁安装第二侧约束弹簧，所述第二侧驱动腔的外壁安装第二侧约束环。
[0030]或者是:所述第一中心约束件、第一侧约束件、第二中心约束件、第二侧约束件均为约束弹簧。
[0031]再或者是:所述第一中心约束件、第一侧约束件、第二中心约束件、第二侧约束件均为约束环。
[0032]所述第一弹性基体11的后端设有槽口，所述第二弹性基体21的前端设有与所述槽口配合的榫头。该连接方式属于一种优选的连接方式，当然，也可以采用其他的连接方式；另外，对于级联的基节之间的连接，也可以采用榫槽式连接，当然，也可以采用其他连接方式。
[0033]本实施例中，基节I的结构为:第一弹性基体11是由硅胶材料制成的，伸缩和弯曲性能很好，它是仿生软体机器人最外层，把所述的基节I包含的其他结构全部包裹在一起，所述的第一弹性基体11的结构为模块化结构，两端设置连接结构，可多节串联；所述的第一通气管12是主动可变刚度长臂式仿生软体机器人的驱动气体传输的部分，在所述的第一弹性基体11内包含着很多根所述的第一通气管12，所述的第一通气管12分布在所述的第一中心驱动腔13、所述的第一侧驱动腔14内；所述的第一中心驱动腔13起着实时控制软体机器人的本体刚度的作用，所述的第一中心驱动腔13的两端是封闭的，所述的第一通气管12连接到所述的中心驱动腔内，通过所述的第一通气管12内输入不同压力的压缩气体可以控制软体机器人的本体刚度；所述的第一侧驱动腔14起着控制软体机器人的弯曲、抓持等动作的作用，同样所述的第一侧驱动腔14的两端也是封闭的，许多根所述的第一通气管12连接到所述的侧驱动腔内，向所述的第一侧驱动腔14内不同方向所述的第一通气管12内输入压缩气体，可以实现软体机器人不同方向的弯曲和抓持等动作；所述的第一中心约束弹簧15或第一中心约束环16是埋置在所述的第一中心驱动腔13的内外壁上，所述的第一侧约束弹簧或第一侧约束环埋置在和所述的第一侧驱动腔14内外壁上的，所述的第一中心约束弹簧15和第一中心约束环16的作用是一样的，所述的第一通气管12内输入不同压力的压缩气体会导致所述的第一中心驱动腔13和所述的第一侧驱动腔14充气后发生径向变大，所述的第一中心约束弹簧15或第一中心约束环16的作用是为防止充气后发生所述的第一弹性基体11发生径向大变；所述的第一走管通道17把所述的第一通气管12统一走到所述的基节I的一端，便于多个所述的基节I之间串联后所述的第一通气管12可以相互连接。
[0034]所述的尾节2的结构和所述的基节I的结构大体一致，同样包括第二弹性基体21、第二通气管22、第二中心驱动腔23、第二侧驱动腔24、第二中心约束弹簧25或第二中心约束环26、第二走管通道27，不同之处在于所述的尾节2末端是逐渐缩小的(即:整个尾节呈圆台形)。所述的尾节2和所述的基节I连接在一起构成主动可变刚度长臂式仿生软体机器人的整体结构。
[0035]本实施例的工作原理:主动可变刚度长臂式仿生软体机器人的基节和尾节相互连接在一起，向中心驱动腔输入不同压力的压缩气体，可以实时调节软体机器人的本体刚度，使得机器人在完成抓持等动作的时候具有合适的刚度，向不同方向的侧驱动腔输入不同压力的压缩气体，可以使得软体机器人实现不同程度、不同方向的弯曲，由基节和尾节的中心驱动腔和侧驱动腔相互配合，使得软体机器人可以模仿章鱼腕足完成各种复杂的动作。
[0036]本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
【主权项】
1.一种主动可变刚度长臂式仿生软体机器人，包括基节和尾节，所述基节的后端与所述尾节的前端连接，其特征在于:所述基节包括第一弹性基体、第一通气管、第一中心驱动腔和第一侧驱动腔，所述第一弹性基体呈圆柱形，所述第一弹性基体的中部设有第一中心驱动腔，在所述第一中心驱动腔外的弹性基体的一圈上等圆弧间隔地设有至少三个第一侧驱动腔，所述第一中心驱动腔和第一侧驱动腔的两端均封闭，所述第一中心驱动腔、第一侧驱动腔均与第一通气管连通；在所述第一中心驱动腔的内壁和外壁安装第一中心约束件，在所述第一侧驱动腔的内壁和外壁安装第一侧约束件； 所述尾节包括第二弹性基体、第二通气管、第二中心驱动腔和第二侧驱动腔，所述第二弹性基体呈圆台形，所述第二弹性基体的中部设有第二中心驱动腔，在所述第二中心驱动腔外的弹性基体的一圈上等圆弧间隔地设有至少三个第二侧驱动腔，所述第二中心驱动腔和第二侧驱动腔的两端均封闭，所述第二中心驱动腔、第二侧驱动腔均与第二通气管连通；在所述第二中心驱动腔的内壁和外壁安装第二中心约束件，在所述第二侧驱动腔的内壁和外壁安装第二侧约束件； 所述第二通气管与所述第一通气管连通。
2.如权利要求1所述的主动可变刚度长臂式仿生软体机器人，其特征在于:所述基节有至少两个，前后基节之间级联。
3.如权利要求1或2所述的主动可变刚度长臂式仿生软体机器人，其特征在于:所述基节中，在所述第一中心驱动腔外的弹性基体的一圈上与所述第一侧驱动腔错位布置第一走管通道，所述第一通气管位于所述第一走管通道内；所述尾节中，在所述第二中心驱动腔外的弹性基体的一圈上与所述第二侧驱动腔错位布置第二走管通道，所述第二通气管位于所述第二走管通道内。
4.如权利要求1或2所述的主动可变刚度长臂式仿生软体机器人，其特征在于:所述基节中，所述第一中心约束件包括第一中心约束弹簧和第一中心约束环，所述第一中心驱动腔的内壁安装第一中心约束弹簧，所述第一中心驱动腔的外壁安装第一中心约束环，所述第一侧约束件包括第一侧约束弹簧和第一侧约束环，所述第一侧驱动腔的内壁安装第一侧约束弹簧，所述第一侧驱动腔的外壁安装第一侧约束环；所述尾节中，所述第二中心约束件包括第二中心约束弹簧和第二中心约束环，所述第二中心驱动腔的内壁安装第二中心约束弹簧，所述第二中心驱动腔的外壁安装第二中心约束环，所述第二侧约束件包括第二侧约束弹簧和第二侧约束环，所述第二侧驱动腔的内壁安装第二侧约束弹簧，所述第二侧驱动腔的外壁安装第二侧约束环。
5.如权利要求1或2所述的主动可变刚度长臂式仿生软体机器人，其特征在于:所述第一中心约束件、第一侧约束件、第二中心约束件、第二侧约束件均为约束弹簧。
6.如权利要求1或2所述的主动可变刚度长臂式仿生软体机器人，其特征在于:所述第一中心约束件、第一侧约束件、第二中心约束件、第二侧约束件均为约束环。
7.如权利要求1或2所述的主动可变刚度长臂式仿生软体机器人，其特征在于:所述第一弹性基体的后端设有槽口，所述第二弹性基体的前端设有与所述槽口配合的榫头。
【专利摘要】一种主动可变刚度长臂式仿生软体机器人，包括基节和尾节，基节包括第一弹性基体、第一通气管、第一中心驱动腔和第一侧驱动腔，第一弹性基体呈圆柱形，第一弹性基体的中部设有第一中心驱动腔，在第一中心驱动腔外的弹性基体的一圈上设有至少三个第一侧驱动腔，第一中心驱动腔和第一侧驱动腔的两端均封闭，第一中心驱动腔、第一侧驱动腔均与第一通气管连通；在第一中心驱动腔的内壁和外壁安装第一中心约束件，在第一侧驱动腔的内壁和外壁安装第一侧约束件；尾节包括第二弹性基体、第二通气管、第二中心驱动腔和第二侧驱动腔，第二弹性基体呈圆台形，第二通气管与第一通气管连通。本实用新型在抓持运动过程中有效实现刚度独立可变和动态可控。
【IPC分类】B25J9-08, B25J19-00, B25J11-00
【公开号】CN204322083
【申请号】CN201420466949
【发明人】鲍官军, 李昆, 马小龙, 王志恒, 杨庆华, 胥芳, 张立彬
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年8月18日