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申请/专利权人：长春工业大学

摘要：本发明公开了一种仿生蜘蛛行走机器人，以解决刚性机器人结构刚性强,环境适应性差等问题。该软体机器人包括外壳、电活性聚合物驱动足、贴合板、底部承接板、轴端保护器、加固螺钉和长型固定螺钉；电活性聚合物驱动足通过胶接固定于金属贴合板上，同时贴合板通过螺纹连接固定于金属外壳上。底部承接板通过螺纹连接固定于外壳上。仿生蜘蛛行走机器人更加灵活和多功能，同时能够根据环境状况而灵活改变自身形状，对工作空间狭小及非结构化环境具有独特的适应能力，为救援工作提供帮助。

主权项：1.一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：所述机器人包括外壳（1）、电活性聚合物驱动足（2）、贴合板（3）、底部承接板（4）、轴端保护器（5）、加固螺钉（6）、长型固定螺钉（7）、驱动放大模块（8）、驱动控制模块（9）和信息接收模块（10）；所述外壳（1）设置有矩形框架（1-1）、螺纹孔Ⅰ（1-2）、固定通孔Ⅰ（1-3）、螺纹孔Ⅱ（1-4）、中心通孔Ⅰ（1-5）；其中，螺纹孔Ⅰ（1-2）与固定通孔Ⅰ（1-3）设置在矩形框架（1-1）周向侧面；中心通孔Ⅰ（1-5）设置在矩形框架（1-1）上侧面处，螺纹孔Ⅰ（1-2）与加固螺钉（6）构成螺纹连接固定贴合板（3），所述固定通孔Ⅰ（1-3）确定电活性聚合物驱动足（2）的位置，所述中心通孔Ⅰ（1-5）为与外界信号交互的一个介质，所述螺纹孔Ⅱ（1-4）与长型固定螺钉（7）构成螺纹连接，将底部承接板（4）固定于外壳（1）上，电活性聚合物驱动足（2）通过胶接固定于贴合板（3）上，同时，贴合板（3）通过与加固螺钉（6）构成螺纹连接固定于外壳（1）上，使贴合板（3）与外壳（1）的外端面贴合，轴端保护器（5）与外壳（1）胶接，所述轴端保护器（5）放置于外壳（1）内部，外壳（1）通过长型固定螺钉（7）与底部承接板（4）构成螺纹连接，驱动控制模块（9）的输出端与驱动放大模块（8）间隙配合，信息接收模块（10）与驱动控制模块（9）间隙配合；所述电活性聚合物驱动足（2）设置有接合柱（2-1）、伸长足（2-2）；所述接合柱（2-1）与贴合板（3）胶接，所述贴合板（3）设置有螺纹孔Ⅲ（3-1）、固定通孔Ⅱ（3-2）；所述螺纹孔Ⅲ（3-1）与加固螺钉（6）构成螺纹连接，将贴合板（3）固定于外壳（1）上，所述固定通孔Ⅱ（3-2）与固定通孔Ⅰ（1-3）在外端面重合确定电活性聚合物驱动足（2）位置；将电活性聚合物驱动足（2）整体固定于贴合板（3）上，当电信号施加在伸长足（2-2）上以激励IPMC智能材料时，IPMC智能材料发生弯曲变形，伸长足（2-2）进行运动；所述底部承接板（4）设置有板体（4-1）、螺纹孔Ⅳ（4-2）；所述螺纹孔Ⅳ（4-2）与长型固定螺钉（7）构成螺纹连接，将板体（4-1）固定于外壳（1）上；所述轴端保护器（5）设置有轴心通孔（5-1）、中心通孔Ⅱ（5-2）；所述轴心通孔（5-1）调控伸长足（2-2）线路的安置和信号的传输，所述中心通孔Ⅱ（5-2）调控与接收整体信号源。

全文数据：仿生蜘蛛行走机器人技术领域本发明涉及的是一种仿生软体机器人，具体涉及一种仿生蜘蛛行走机器人。背景技术危险的救援工作中，机器人是一个稳定的助力，对救援效果有极大的影响。快速帮助救援人员提高工作效率，可以提高救援效率。目前，刚性机器人用于救援，对于一些特殊地形无法进行深入探索，效率低下。同时，应用场所过于受限，无法对救援工作进行帮助。由于，救援工作的重要性，对于救援工作的效率要求就比较高，随着科技的进步，现有的机器人已经不能满足其需求，因此近年来软体机器人受到了极大的青睐，所以一种救援效率高、实用性强的机器人就尤为重要。发明内容为了解决现有机器人救援效果差、对人们帮助效果小等问题本发明公开了一种仿生蜘蛛行走机器人。本发明所采用的技术方案是：该仿生蜘蛛行走机器人包括外壳、电活性聚合物驱动足、贴合板、底部承接板、轴端保护器、加固螺钉、长型固定螺钉、驱动放大模块、驱动控制模块和信息接收模块；电活性聚合物驱动足通过胶接固定于贴合板上，同时贴合板与加固螺钉螺纹连接固定于框架上。底部承接板与长型固定螺钉螺纹连接固定于框架上，轴端保护器通过胶接固定于框架上，驱动放大模块间隙配合，驱动控制模块的输出端与驱动放大模块间隙配合，信息接收模块与驱动控制模块间隙配合。所述外壳设置有框架、螺纹孔Ⅰ、固定通孔Ⅰ、螺纹孔Ⅱ、中心通孔Ⅰ；所述螺纹孔Ⅰ与贴合板螺纹连接，所述固定通孔Ⅰ位于外壳上端面，所述螺纹孔Ⅱ与底部承接板螺纹连接。所述电活性聚合物驱动足为一种软体机器人的驱动组件，所述电活性聚合物驱动足设置有接合柱、伸长足；所述接合柱与贴合板胶接固定，将电活性聚合物驱动足整体固定于贴合板上，所述伸长足进行运动。所述贴合板为一种软体机器人的固定组件，所述贴合板设置有螺纹孔Ⅲ、固定通孔Ⅱ；所述螺纹孔Ⅲ与与加固螺钉螺纹配合固定于外壳上，所述固定通孔Ⅱ固定于外壳的外端面与固定通孔Ⅰ中心位置重合，所述固定通孔Ⅱ与固定通孔Ⅰ在外端面重合用于确定电活性聚合物驱动足位置。所述底部承接板设置有板体、螺纹孔Ⅳ；所述板体用于承载一些资源，所述螺纹孔Ⅳ与长型固定螺钉构成螺纹连接，将板体固定于外壳上。所述轴端保护器设置有轴心通孔、中心通孔Ⅱ；所述轴心通孔与固定通孔Ⅰ中心重合，所述中心通孔Ⅱ与中心通孔Ⅰ中心位置重合。所述加固螺钉用于固定贴合板，所述长型固定螺钉用于固定底部承接板。所述中心通孔Ⅰ位于左端面25mmH35mm处。所述的电活性聚合物驱动足沿外壳的圆周方向均匀布置共有4N个，N≥1。所述固定通孔Ⅱ位于距上端面20mmM30mm处。所述中心通孔Ⅱ有4L个，L≥1，并与外壳的内端面贴合，中心通孔Ⅱ位于距上端面30mmP45mm处。本发明的有益效果是：本发明公开了一种仿生蜘蛛行走机器人，很好的解决了在狭窄空间内运动受到限制和环境适应性差等问题。同时，由于该仿生蜘蛛行走机器人救援效率高，不使用电机，尺寸小，质量轻，通过调整IPMC足的倾斜角度可以适应不同的环境，实用性强并且具有大大提高救援人员工作效率的优势。其在危险、特殊环境中的救援、运输等技术领域具有广泛的应用前景。附图说明图1所示为本发明提出的一种仿生蜘蛛行走机器人的爆炸视图；图2所示为本发明提出的一种仿生蜘蛛行走机器人的整装结构示意图；图3所示为本发明提出的一种仿生蜘蛛行走机器人的外壳结构示意图；图4所示为本发明提出的一种仿生蜘蛛行走机器人的电活性聚合物驱动足结构示意图；图5所示为本发明提出的一种仿生蜘蛛行走机器人的贴合板的结构示意图；图6所示为本发明提出的一种仿生蜘蛛行走机器人的底部承接板结构示意图；图7所示为本发明提出的一种仿生蜘蛛行走机器人的轴端保护器的结构示意图；图8所示为本发明提出的一种仿生蜘蛛行走机器人的加固螺钉的结构示意图；图9所示为本发明提出的一种仿生蜘蛛行走机器人的长型固定螺钉的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1～图9说明本实施方式。本实施方式提供了一种仿生蜘蛛行走机器人的具体实施方案。所述一种仿生蜘蛛行走机器人设置有外壳1、电活性聚合物驱动足2、贴合板3、底部承接板4、轴端保护器5、加固螺钉6、长型固定螺钉7、驱动放大模块8、驱动控制模块9和信息接收模块10；电活性聚合物驱动足2通过接合柱2-1与贴合板3胶接，同时，贴合板3通过与加固螺钉6构成螺纹连接固定于外壳1上，以实现对整体运动进行调控，贴合板3与外壳1的外端面贴合，保证同时，轴端保护器5与外壳1胶接，所述轴端保护器5放置于外壳1内部，外壳1通过长型固定螺钉7与底部承接板4构成螺纹连接。所述外壳1为一种仿生蜘蛛行走机器人的框架组件，所述外壳1设置有框架1-1、螺纹孔Ⅰ1-2、固定通孔Ⅰ1-3、螺纹孔Ⅱ1-4、中心通孔Ⅰ1-5；所述螺纹孔Ⅰ1-2与加固螺钉6构成螺纹连接固定贴合板3，所述固定通孔Ⅱ3-2确定电活性聚合物驱动足2的位置，所述中心通孔Ⅰ1-5为与外界信号交互的一个介质，所述中心通孔Ⅰ1-5位于左端面25mmH35mm处，在本具体实施方式中的H取30mm，所述螺纹孔Ⅱ1-4与长型固定螺钉7构成螺纹连接，将底部承接板4固定于外壳上。所述电活性聚合物驱动足2为一种仿生蜘蛛行走机器人的驱动组件，所述电活性聚合物驱动足2设置有接合柱2-1、伸长足2-2；所述接合柱2-1用于与贴合板3胶接，将电活性聚合物驱动足2整体固定于贴合板3上，所述伸长足2-2用于驱动整体进行运动，电活性聚合物驱动足（2）沿外壳的圆周方向均匀布置共有4N个，本具体实施方式中N取1，电信号施加在伸长足2-2上以激励IPMC智能材料件使IPMC发生弯曲变形，以达到整体运动的效果，为保证机器人工作正常，可以在接合柱2-1与固定通孔Ⅱ3-2之间涂抹润滑剂，以保证机器人较好的工作。所述贴合板3为一种仿生蜘蛛行走机器人的固定组件，所述贴合板3设置有螺纹孔Ⅲ3-1、固定通孔Ⅱ3-2；所述螺纹孔Ⅲ3-1与加固螺钉6构成螺纹连接，将贴合板3固定于外壳1上，同时固定电活性聚合物驱动足2构成一体，所述固定通孔Ⅱ3-2与固定通孔Ⅰ1-3在外端面重合用于确定电活性聚合物驱动足2位置，所述固定通孔Ⅱ3-2位于距上端面20mmM30mm处，本具体实施方式中h取25mm。所述底部承接板4为一种仿生蜘蛛行走机器人的固定组件，所述底部承接板4设置有板体4-1、螺纹孔Ⅳ4-2；所述板体4-1用于承载一些资源，可以到达运输一定量的货物作用，所述螺纹孔Ⅳ4-2与与长型固定螺钉7构成螺纹连接，将板体4-1固定于外壳1上。所述轴端保护器5为一种仿生蜘蛛行走机器人的固定组件，所述轴端保护器5设置有轴心通孔5-1、中心通孔Ⅱ5-2；所述轴端保护器5放置于外壳1内部，所述中心通孔Ⅱ5-2有4L个，L≥1，本具体实施方式中n取1，并与外壳1的内端面贴合，所述中心通孔Ⅱ5-2位于距上端面30mmP45mm处，本具体实施方式中P取40mm，所述轴心通孔5-1用于调控伸长足2-2的线路的安置和信号的传输，所述中心通孔Ⅱ5-2用于调控与接收整体信号源。所述加固螺钉6为一种仿生蜘蛛行走机器人的固定组件，所述加固螺钉6与贴合板3构成螺纹连接用于固定在框架1-1上。所述长型固定螺钉7为一种仿生蜘蛛行走机器人的固定组件，所述长型固定螺钉7用于固定底部承接板4。所述驱动放大模块8、驱动控制模块9和信息接收模块10为一种仿生蜘蛛行走机器人的控制组件，所述驱动放大模块8、驱动控制模块9和信息接收模块10对整体装置的信号调控作用，控制整体装置的运动以及信号接收。驱动原理：通过信息接收模块10对信号进行接收和处理，传递给驱动控制模块9并控制驱动放大模块8对电活性聚合物驱动足2进行控制，电信号施加在电活性聚合物驱动足2中的伸长足2-2电极上，IPMC材料发生弯曲变形，前侧两个电活性聚合物驱动足2进行伸长运动，后侧两个电活性聚合物驱动足2进行支撑并进行前伸运动，同时前侧两个电活性聚合物驱动足2再进行收缩运动，后侧两个电活性聚合物驱动足2进行收缩运动，一个周期后，机器人便能向前爬行一段距离，往复此运动过程，即可达到前进或者后退的运动，如果要进行左右运动就要对电活性聚合物驱动足2进行重新编号以左、右为两组运动装置，往复上述运动循环即可达到目的。综上所述，本发明公开了一种仿生蜘蛛行走机器人，较好的解决了刚性机器人救援效率低、结构刚性强,、环境适应性差、在狭窄空间内运动受到限制等问题，用IPMC驱动材料作为驱动元件代替传统的电机，可以省掉齿轮、轴承等复杂的驱动结构，同时减轻重量，在复杂环境有更好的发挥空间。

权利要求：1.一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：一种仿生蜘蛛行走机器人包括所述柜体外壳（1）、电活性聚合物驱动足（2）、贴合板（3）、底部承接板（4）、轴端保护器（5）、加固螺钉（6）、长型固定螺钉（7）、驱动放大模块（8）、驱动控制模块（9）和信息接收模块（10）；电活性聚合物驱动足（2）通过与贴合板（3）胶接，同时，贴合板（3）通过与加固螺钉（6）构成螺纹连接固定于外壳（1）上，使贴合板（3）与外壳（1）的外端面贴合，同时，轴端保护器（5）与外壳（1）胶接，所述轴端保护器（5）放置于外壳（1）内部，外壳（1）通过长型固定螺钉（7）与底部承接板（4）构成螺纹连接。2.根据权利要求1所述一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：所述外壳（1）设置有框架（1-1）、螺纹孔Ⅰ（1-2）、固定通孔Ⅰ（1-3）、螺纹孔Ⅱ（1-4）、中心通孔Ⅰ（1-5）；所述螺纹孔Ⅰ（1-2）与加固螺钉（6）构成螺纹连接固定贴合板（3），所述固定通孔确定电活性聚合物驱动足（2）的位置，所述中心通孔Ⅰ（1-5）为与外界信号交互的一个介质，所述螺纹孔Ⅱ（1-4）与长型固定螺钉（7）构成螺纹连接，将底部承接板（4）固定于外壳（1）上。3.根据权利要求1所述一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：所述电活性聚合物驱动足（2）设置有接合柱（2-1）、伸长足（2-2）；所述接合柱（2-1）与贴合板（3）胶接，将电活性聚合物驱动足（2）整体固定于贴合板（3）上，伸长足（2-2）进行运动。4.根据权利要求1所述一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：所述贴合板（3）设置有螺纹孔Ⅲ（3-1）、固定通孔Ⅱ（3-2）；所述螺纹孔Ⅲ（3-1）与加固螺钉（6）构成螺纹连接，将贴合板（3）固定于外壳（1）上，所述固定通孔Ⅱ（3-2）与固定通孔Ⅰ（1-3）在外端面重合确定电活性聚合物驱动足（2）位置。5.根据权利要求1所述一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：所述底部承接板（4）设置有板体（4-1）、螺纹孔Ⅳ（4-2）；所述板体（4-1）承载一些资源，所述螺纹孔Ⅳ（4-2）与与长型固定螺钉（7）构成螺纹连接，将板体（4-1）固定于外壳（1）上。6.根据权利要求1所述一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：所述轴端保护器（5）设置有轴心通孔（5-1）、中心通孔Ⅱ（5-2）；所述轴心通孔（5-1）调控伸长足（2-2）线路的安置和信号的传输，所述中心通孔Ⅱ（5-2）调控与接收整体信号源。7.根据权利要求1所述一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：所述中心通孔Ⅰ（1-5）位于左端面25mmH35mm处。8.根据权利要求1所述一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：所述的电活性聚合物驱动足（2）沿外壳的圆周方向均匀布置共有4N个，N≥1。9.根据权利要求1所述一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：所述固定通孔Ⅱ（3-2）位于距上端面20mmM30mm处。10.根据权利要求1所述一种仿生蜘蛛行走机器人，其特征在于：所述中心通孔Ⅱ（5-2）有4L个，L≥1，并与外壳（1）的内端面贴合，中心通孔Ⅱ（5-2）位于距上端面30mmP45mm处。

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