一种液动可变刚度软体仿生执行装置

本技术涉及仿生机器人，尤其涉及一种液动可变刚度软体仿生执行装置。

背景技术：

1、传统的水下机器人多采用螺旋桨推进，存在着体积大，对环境扰动大，噪声大，推进效率低以及动作灵活性和隐蔽性差等缺点。而海洋中的水生生物经过漫长的自然进化，发展出了各具特色的游动方式和游动能力，不仅能够以低能耗和高效率来实现长距离的巡游，而且还可在快速游动中实现快速的机动响应，因此现有技术中展开了对各种水下生物推进机理以及相关水下仿生技术的研究，以能够研制出高效率、低噪声以及高机动性的仿生水下机器人。目前，水下仿生机器人大多采用电机驱动，存在着结构复杂、安全系数低，难以模拟水生生物的柔性动作等缺点，因此现有技术尝试采用粘弹性材料与新型驱动方式结合的方式制作软体仿生执行装置。软体仿生执行装置得益于其材料的弹性特性，拥有极高的自由度并可以实现连续变形，同时可以改变自身大小来适应复杂的环境。

2、然而，现有技术中的软体仿生执行装置，无法通过调整自身刚度来匹配自身姿态变化时的运动频率，从而无法提升推进力。

3、为此，针对上述的技术问题还需进一步解决。

技术实现思路

1、本实用新型实施例的目的是提供一种液动可变刚度软体仿生执行装置，以实现软体驱动作用以及调整自身刚度，通过调整自身刚度来匹配自身姿态变化时的运动频率，以增加推进力。

2、为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供如下技术方案：

3、本实用新型第一方面提供一种液动可变刚度软体仿生执行装置，包括：

4、驱动组件；

5、变刚度组件，与所述驱动组件相连接；

6、其中，

7、所述驱动组件包括：

8、第一变向组件，通过第一液管与动力设备相连接；

9、第二变向组件，通过第二液管与所述动力设备相连接；

10、固定组件，同时与所述第一变向组件和所述第二变向组件相连接，并且位于所述第一变向组件和所述第二变向组件之间；

11、所述变刚度组件包括：

12、第一变径组件，同时与所述第一变向组件和所述第二变向组件以及所述固定组件的端部相连接；

13、第二变径组件，位于所述第一变径组件的内部，并且与所述第一变径组件的内表面相连接，所述第二变径组件还与所述固定组件相插接。

14、进一步地，所述第一变向组件包括：

15、第一变向体；

16、第一通液孔，设置在远离所述第一变径组件侧的所述第一变向体的端部；

17、第一囊腔，分别设置在所述第一变向体的内部，并且分别垂直于所述第一变向体的轴向，所述第一通液孔与靠近所述第一通液孔侧的首个所述第一囊腔相连通；

18、第一通道，分别与各所述第一囊腔相连通，并且设置在靠近所述固定组件侧的所述第一变向体内；

19、第一凹陷，分别设置在所述第一变向体的外表面。

20、进一步地，相邻的所述第一囊腔之间的距离相同，相邻的所述第一凹陷之间的距离相同；

21、靠近所述第一通液孔侧的所述第一变向体的端面为第一端面，远离所述第一通液孔侧的所述第一变向体的端面为第二端面，所述第一端面的高度高于所述第二端面的高度。

22、进一步地，所述第二变向组件包括：

23、第二变向体；

24、第二通液孔，设置在远离所述第一变径组件侧的所述第二变向体的端部；

25、第二囊腔，分别设置在所述第二变向体的内部，并且分别垂直于所述第一变向体的轴向，所述第二通液孔与靠近所述第二通液孔侧的首个所述第二囊腔相连通；

26、第二通道，分别与各所述第二囊腔相连通，并且设置在靠近所述固定组件侧的所述第二变向体内；

27、第二凹陷，分别设置在所述第二变向体的外表面。

28、进一步地，相邻的所述第二囊腔之间的距离相同，相邻的所述第二凹陷之间的距离相同；

29、靠近所述第二通液孔侧的所述第二变向体的端面为第三端面，远离所述第二通液孔侧的所述第二变向体的端面为第四端面，所述第三端面的高度高于所述第四端面的高度。

30、进一步地，所述固定组件包括：

31、固定板；

32、第一固定面，位于靠近所述第一变向体侧的所述固定板上，并且与所述第一变向体相连接；

33、第二固定面，位于靠近所述第二变向体侧的所述固定板上，并且与所述第二变向体相连接，所述第二固定面平行于所述第一固定面；

34、第一通孔，贯穿所述固定板，并且所述第一通孔平行于所述第一固定面。

35、进一步地，所述第一变径组件包括：

36、第一变径套件；

37、第一空间，设置在所述第一变径套件的内部；

38、第一凹槽，分别设置在靠近所述第一空间侧的所述第一变径套件的表面，并且相邻的所述第一凹槽之间的距离相同；

39、第一通口，设置在靠近所述第一变向体和所述第二变向体侧的所述第一变径套件的端部，并且位于所述第一空间的端部；

40、第五端面，设置在远离所述第一通口侧的所述第一变径套件的端部；

41、其中，所述第一通口的直径大于所述第五端面的直径。

42、进一步地，所述第二变径组件包括：

43、固定件，分别位于所述第一空间内，并且与所述第一凹槽相连接，相邻的所述固定件之间平行设置；

44、第一变刚管，穿过各所述固定件的中心处，并且分别与各所述固定件垂直连接；

45、通线孔，设置在靠近所述第一通口处的所述固定件上，并且同时与所述第一变刚管和所述第一通孔相连通；

46、第一连接线，一端穿过所述第一通孔与外部设备相连接，另一端穿过所述通线孔后进入所述第一变刚管内，并且与远离通线孔侧的所述第一变刚管的端部相连接。

47、进一步地，各所述固定件的中心处设置有供所述第一变刚管穿过并且与所述第一变刚管的外表面相连接的第二通孔；

48、靠近所述第一变向体侧的所述固定件的直径大于远离所述第一变向体侧的所述固定件的直径。

49、进一步地，所述第一变刚管包括：

50、柔性管体，与所述第一通孔的轴向相平行；

51、柔性支撑件，分别设置在所述柔性管体的内部，并且与所述柔性管体的内侧壁相连接；

52、第三通孔，分别设置在每个所述柔性支撑件的中心处，并且供所述第一连接线穿过；

53、刚性柱件，设置在相邻的所述柔性支撑件之间；

54、第四通孔，分别设置在每个所述刚性柱件的中心处，并且供所述第一连接线穿过；

55、其中，所述第三通孔与所述第四通孔相连通，并且各所述第三通孔与所述第四通孔之间共同组成孔道。

56、相较于现有技术，本实用新型第一方面提供的液动可变刚度软体仿生执行装置，驱动组件中的第一变向组件和第二变向组件分别与固定组件相连接，第一变向组件和第二变向组件内分别充有液体，动力设备通过第一液管与第一变向组件相连，同时动力设备也通过第二液管与第二变向组件相连，以将第一变向组件内的液体流入第二变向组件内使第二变向组件弯曲变向，或者，将第二变向组件内的液体流入第一变向组件内使第一变向组件弯曲变向，使第一变向组件弯曲变向或第二变向组件弯曲变向时实现了驱动组件的软体驱动作用，第一变径组件套接在第二变径组件的外部，使第一变径组件和第二变径组件能够调整自身刚度。从而，使液动可变刚度软体仿生执行装置实现了通过调整自身刚度来匹配自身姿态变化时的运动频率，以增加推进力。