阅读说明：本技术 一种应用于软体机器人的真空吸附装置 (Vacuum adsorption device applied to soft robot ) 是由 滕燕 孙佳辉 李小宁 于 2019-08-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种应用于软体机器人的真空吸附装置,包括硅胶弹性主体、硅胶密封圈和硬质滑片。硅胶弹性主体上部与软体机器人连为一体,所述真空吸附装置作为软体机器人的行走足,硅胶弹性主体自底面向上开有一个呈渐缩形喇叭状的吸附腔。硅胶弹性主体底面围绕硅胶密封圈开有一圈环形的二阶阶梯状凹槽,当吸盘吸附于地面时,硅胶密封圈向上翻折入二阶阶梯状凹槽内。本发明与软体机器人的驱动装置固联在一起,通过吸附装置与地面之间产生的吸附力,有效解决了机器人在爬行过程中的“后溜”问题,实现了机器人“爬坡”的技术要求。(The invention discloses a vacuum adsorption device applied to a soft robot, which comprises a silica gel elastic main body, a silica gel sealing ring and a hard slip sheet. The upper part of the silica gel elastic main body is connected with the soft robot into a whole, the vacuum adsorption device is used as a walking foot of the soft robot, and the silica gel elastic main body is upwards provided with an adsorption cavity in a tapered horn shape from the bottom surface. The bottom surface of the silica gel elastic main body is provided with a circle of annular second-order stepped grooves around the silica gel sealing ring, and when the sucker is adsorbed on the ground, the silica gel sealing ring is upwards folded into the second-order stepped grooves. The invention is fixedly connected with the driving device of the soft robot, effectively solves the problem of backward slipping of the robot in the creeping process by the adsorption force generated between the adsorption device and the ground, and realizes the technical requirement of the robot on climbing.)

一种应用于软体机器人的真空吸附装置

技术领域

本发明涉及软体机器人领域，特别是涉及一种应用于软体机器人的真空吸附装置。

背景技术

传统机器人多为刚性机器人，其刚性模块通过各类运动副连接，因控制精确、运动平稳等优点而得到广泛运用。但其缺点同样明显，运动形式过于复杂，对于复杂的地面情况以及小于自身尺寸的狭小空间，无法进行自主运动，环境适应能力差。例如在军事侦察中，为了保证侦察的隐蔽性，需要侦察机器人具有钻过墙缝等尺寸小、形状复杂的通道的能力。另外，在矿难、地震等自然灾害的救援过程中，要求机器人能够深入废墟进行探测。随着科技发展，针对这些需求，软体机器人应运而生。

软体机器人驱动形式主要包括基于线缆变长度的欠驱动、基于流体的变压驱动以及基于智能材料变形的驱动。

现有软体机器人虽然具有多种运动方式，但缺乏对地面的吸附能力，运动过程中易产生“后溜”现象，爬坡角度较低，而简单的圆形吸附气腔密封性能较差，所需的真空度过高，造成资源浪费，同时影响了软体机器人的环境适应能力。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种应用于软体机器人的真空吸附装置，以实现软体机器人对地面的稳定吸附，以及机器人的爬坡运动要求。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种应用于软体机器人的真空吸附装置，包括硅胶弹性主体、硅胶密封圈和硬质滑片。硅胶弹性主体上部与软体机器人连为一体，所述真空吸附装置作为软体机器人的行走足，硅胶弹性主体自底面向上开有一个呈渐缩形喇叭状的吸附腔，在吸附腔底面设有一圈硅胶密封圈共同作为吸盘。硅胶弹性主体底面围绕硅胶密封圈开有一圈环形的二阶阶梯状凹槽，当吸盘吸附于地面时，硅胶密封圈向上翻折入二阶阶梯状凹槽内。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

（1）本发明中圆台形吸附腔底部周边延伸出一圈硅胶密封圈，因为硅胶的弹性特征，当产生吸附作用时，密封圈会受到挤压，向外折叠于环形凹槽内，有效增加了吸附装置与地面之间的接触面积，改善了吸附装置的密封性。

（2）本发明中硅胶密封圈采用非对称结构，前半周密封圈隐藏于弹性体内，如此运动过程中，密封圈不会因为与地面摩擦而发生内卷，而后半周延伸出来的密封圈足可以保证吸附机构的气密性。

（3）本发明中圆环阶梯状凹槽同样采用非对称结构，可以更好地容纳折叠后的密封圈，且凹槽深度略小于密封圈的厚度，可以保证在产生吸附作用时，密封圈会与地面产生接触。

附图说明

图1是本发明基于气动软体技术的真空吸附装置的整体结构示意图。

图2是本发明基于气动软体技术的真空吸附装置的局部剖视图。

图3是图2的局部放大图。

图4为滑片的结构示意图。

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的介绍。

结合图1至图4，一种应用于软体机器人的真空吸附装置，包括硅胶弹性主体2、硅胶密封圈7和硬质滑片1。硅胶弹性主体2上部与软体机器人3连为一体，所述真空吸附装置作为软体机器人3的行走足，硅胶弹性主体2自底面向上开有一个呈渐缩形喇叭状的吸附腔5，在吸附腔5底面设有一圈硅胶密封圈7共同作为吸盘。硅胶弹性主体2底面围绕硅胶密封圈7开有一圈环形的二阶阶梯状凹槽6，当吸盘吸附于地面时，硅胶密封圈7向上翻折入二阶阶梯状凹槽6内。硅胶弹性主体2与硅胶密封圈7采用相同的硅胶材料，且为一体注胶。

硬质滑片1包括L形挡片1-1、卡齿1-3和卡片1-2，L形挡片1-1内壁面上设有若干卡齿1-3，L形挡片1-1底部向上设有一个格栅状卡片1-2，卡片1-2与卡齿1-3固连在一起，L形挡片1-1设置于硅胶弹性主体2前侧壁，包裹硅胶弹性主体2的底部棱边，其位于软体机器人3的前进方向，有效防止硅胶弹性主体2的底部棱边翻边。硅胶弹性主体2侧壁上开有一个充放气口4，其与吸附腔5相通，连接真空发生器后，在吸附腔5内产生真空，从而实现吸附作用。

制作所述真空吸附装置时，通过3D技术打印将硬质滑片1一体打印出来，之后将硬质滑片1置于事先制作的模具内，在将AB型硅胶注入，待硅胶凝固后，硅胶弹性主体2、硅胶密封圈7以及硬质滑片1联结为一体，完成真空吸附装置的制作。

进一步地，本发明所述硅胶密封圈7与圆环阶梯状凹槽6皆为非对称结构，与前进方向同侧的为前半周，前半周硅胶密封圈7与硅胶弹性主体2底部齐平，后半周硅胶密封圈7向下延伸出硅胶弹性主体2底部，如此运动过程中，前半周硅胶密封圈7不会因为与地面摩擦而发生内卷，而后半周延伸出来的硅胶密封圈足7可以保证吸附装置的气密性。

下面说明本发明的具体实施方式：

当需要产生吸附作用时，真空发生器与充放气口4连接，在吸附腔5内产生真空状态，与地面之间产生吸附力，因为硅胶的弹性特征，硅胶弹性体2底部发生形变，同时硅胶密封圈7也受到地面挤压，向外侧折叠于二阶阶梯状凹槽6内，扩大了与地面之间的接触面积，增强了吸附装置的密封性能；当不需要吸附作用时，利用电磁换向阀，使得充放气口4与大气接触，解除吸附腔5内的真空状态。