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原文传递一种驱动器制造方法、驱动器及多足机器人

专利名称：	一种驱动器制造方法、驱动器及多足机器人
摘要：	本发明提供一种驱动器制造方法、驱动器及多足机器人，其中驱动器包括层叠设置的第一硅橡胶层和第二硅橡胶层，第一硅橡胶层和第二硅橡胶层之间设置有多个腔体和连接各个腔体的通道。本发明的驱动器使用气体或液体弹性进行驱动，可以做到使用两个独立的驱动源控制源驱动所有多足运动，有效减小了多足机器人的构建和控制难度，可以在小体积下实现无缆化集成运动。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	清华大学
发明人：	赵慧婵;邵琦;刘辛军
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-13T00:00:00+0800
发布日期：	2022-11-29T00:00:00+0800
申请号：	CN202211112784.8
公开号：	CN115402441A
代理机构：	北京知联天下知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	史光伟
分类号：	B62D57/032;B;B62;B62D;B62D57;B62D57/032
申请人地址：	100084 北京市海淀区清华园
主权项：	1.一种驱动器，其特征在于，包括层叠设置的第一硅橡胶层和第二硅橡胶层，第一硅橡胶层和第二硅橡胶层之间设置有多个腔体和连接各个腔体的通道。 2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，第一硅橡胶层和第二硅橡胶层层叠后形成第一躯干本体、第二躯干本体、第一柔性关节、第一连接臂和第二连接臂；其中，第一躯干本体和第二躯干本体中间通过第一柔性关节连接，第一连接臂与第一躯干本体第一侧和第二躯干本体第一侧连接，第二连接臂与第一躯干本体第二侧和第二躯干本体第二侧连接。 3.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，多个腔体包括第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体、第五腔体、第六腔体、第七腔体和第八腔体；其中，第一腔体、第二腔体、第三腔体和第四腔体分别设置在第一躯干本体的四角，第五腔体、第六腔体、第七腔体和第八腔体分别设置在第二躯干本体的四角。 4.根据权利要求3所述的驱动器，其特征在于，第一躯干本体一端设置有第一柔性接头，第二躯干本体一端设置有第二柔性接头，通道设置多个，包括第一通道、第二通道、第三通道和第三通道；其中，第一通道和第二通道均贯穿第一躯干本体、第一柔性关节、第二躯干本体；第三通道设置在第一连接臂内，第四通道设置在第二连接臂内；第一通道依次连通第一柔性接头、第四腔体、第八腔体和第二柔性接头；第二通道依次连通第一柔性接头、第三腔体、第七腔体和第二柔性接头；第三通道依次连通第一腔体和第五腔体，第四通道依次连通第二腔体和第六腔体。 5.根据权利要求2－4任一所述的驱动器，其特征在于，第一躯干本体和第二躯干本体结构相同，第一躯干本体、第二躯干本体均包括第一躯段、第二躯段和第二柔性关节，第一躯段通过第二柔性关节与第二躯段连接。 6.根据权利要求5所述的驱动器，其特征在于，第一连接臂和第二连接臂均呈波浪形，第一躯段和第二躯段横截面均为椭圆形。 7.根据权利要求1－4任一所述的驱动器，其特征在于，多个腔体均呈圆柱形。 8.根据权利要求1－4任一所述的驱动器，其特征在于，第二硅橡胶层的硬度大于等于第一硅橡胶层的硬度。 9.一种权利要求1－8任一所述的驱动器制造方法，其特征在于，包括以下步骤：使用设定量的第一液态硅橡胶原料浇筑成型后获得第一硅橡胶层；根据多个腔体的位置，在第一硅橡胶层上放置与多个腔体数量一一对应的石蜡片，其中，石蜡片的形状与腔体的形状相同；在第一硅橡胶层上的通道位置放置金属丝，将金属丝加热到第一设定温度，使金属丝与石蜡片紧密连接；在放置石蜡片和金属丝后的第一硅橡胶层上方，使用设定量的第二液态硅橡胶原料浇筑成型后获得第二硅橡胶层；将第一硅胶层、第二硅胶层按照第二设定温度加热一定时间后，抽出金属丝，获得驱动器。 10.一种多足机器人，其特征在于，包括多个行走单元；其中，每个行走单元包括权利要求1－8任一所述的驱动器和多个腿部组件，每个行走单元中腿部组件数量与驱动器的腔体数量一一对应，多个腿部组件均与第一硅橡胶层的底部连接，每个腿部组件位于一个腔体的下方；多个行走单元的多个驱动器串联，多个驱动器的通道相互连通。 11.根据权利要求10所述的多足机器人，其特征在于，还包括图像采集系统、电源模块、躯干索驱动模块、隔膜气泵、阀门和控制系统；其中，图像采集系统和电源模块设置在最前端的行走单元上，躯干索驱动模块、隔膜气泵、阀门和控制系统依次设置在其他行走单元上，隔膜气泵通过阀门与多个驱动器的通道连通，躯干索驱动模块用于驱动最前端行走单元的驱动器侧向弯曲和/或向上弯曲；电源模块用于为图像采集系统、躯干索驱动模块、隔膜气泵、阀门和控制系统供电；控制系统与图像采集系统、躯干索驱动模块、隔膜气泵和阀门信号连接。 12.根据权利要求11所述的多足机器人，其特征在于，行走单元还包括刚性支撑板，每个驱动器包括第一硅橡胶层和第二硅橡胶层层叠后形成第一躯干本体、第二躯干本体和第一柔性关节；其中，每个驱动器的第一躯干本体和第二躯干本体的第二硅橡胶层上方均设置有刚性支撑板，图像采集系统、电源模块、躯干索驱动模块、隔膜气泵、阀门和控制系统分别与刚性支撑板一一对应连接。 13.根据权利要求12所述的多足机器人，其特征在于，腿部组件包括固定板、连接板和支腿；其中，固定板与第一躯干本体和第二躯干本体的第一硅橡胶层粘接，粘接位置位于腔体的下方；连接板一端与固定板可拆卸连接，另一端与支腿可拆卸连接。 14.根据权利要求12所述的多足机器人，其特征在于，躯干索驱动模块包括转向舵机、抬头收索机、第一转向索、第二转向索和抬头索；其中，转向舵机通过第一转向索、第二转向索与最前端驱动器的第一躯干本体的两侧连接；抬头收索机通过抬头索与最前端驱动器的第一躯干本体中间位置连接。 15.根据权利要求14所述的多足机器人，其特征在于，最前端驱动器的第二躯干本体的刚性支撑板上还设置有铜管固定板；其中，铜管固定板上还设置有第一导向铜管、第二导向铜管和第三导向铜管，铜管固定板中间设置有空腔，第一导向铜管、第二导向铜管和第三导向铜管平行设置在空腔内，第一导向铜管、第二导向铜管和第三导向铜管分别与铜管固定板的两侧的通孔过盈配合；第一转向索的一端穿过第一导向铜管与最前端驱动器的第一躯干本体的第一侧连接，第一转向索的另一端与转向舵机连接；第二转向索的一端穿过第三导向铜管与最前端驱动器的第一躯干本体第二侧连接，第二转向索的另一端与转向舵机连接；抬头索的一端穿过第二导向铜管与最前端驱动器的第一躯干本体中间位置连接，抬头索的另一端与抬头收索机连接。 16.根据权利要求11－13任一所述的多足机器人，其特征在于，电源模块通过柔性电缆与图像采集系统、躯干索驱动模块、隔膜气泵、阀门和控制系统连接；控制系统通过柔性电缆与图像采集系统、躯干索驱动模块、隔膜气泵和阀门连接。