本发明属于多连接段软体机器人，尤其涉及一种多连接段磁控软体机器人及其运动方法、制备方法。
背景技术：
1、随着智能材料的发展，大大地推动了由软体材料所制成的软体机器人的研究发展，而在研究过程中软体机器人因其在各种复杂环境中的潜在应用而变得越来越重要。
2、与传统刚性机器人相比，它具备柔韧性强可实现复杂形变以及自由度高而运动灵活的特点，因此可在一定程度上代替刚性机器人在各类复杂场景中执行任务，并且由于其柔软性可更好地完成人机交互。而多连接段软体机器人作为软体机器人研究下的另一个分支，其既具有单连接段软体机器人的特点，又具备能将不同连接段功能相结合控制的优势，从而能在一定程度上解决单连接段软体机器人在功能方面上存在的不足，提高软体机器人的功能效率。
技术实现思路
1、为了解决单连接段软体机器人在功能方面上存在的不足，本发明提供了一种多连接段磁控软体机器人及其制备方法，该机器人在周期性均匀磁场的驱动下可实现头部弯曲抬起物体的功能以及尾部蠕动推动整体向前移动和转向的能力，且可适用于非磁屏蔽的环境内，具有重要的现实意义。
2、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供一种多连接段磁控软体机器人，包括头部、尾部以及足部，头部与尾部的连接是通过足部的上表面与两者的下表面进行连接实现的；其中头部与尾部采用磁性软体材料制成，且均被磁化，但磁化方向相反。
4、一种多连接段磁控软体机器人的运动方法，包括如下步骤：
5、a、对机器人施加周期性驱动磁场，在周期0-t/4时，磁场垂直方向角为固定值，磁场强度从0增大到第二设定值的过程中，机器人头部产生的磁力矩增大从而向上弯曲抬起；此时尾部所受到的磁力矩小于两侧的摩擦力，从而尾部成平放状态；其中，t表示周期时间；
6、b、在周期驱动磁场t/4-t/2时，磁场垂直方向角由固定值减小到第一设定值，磁场强度保持第二设定值不变；在这个过程中，机器人的头部仍保持向上弯曲的状态；尾部产生向下弯曲的磁力矩增大，克服摩擦力做功，从而逐渐拱起；在尾部拱起时，由于足部外观的特殊设计，使得前足部摩擦力大于后足部，带动后足部先前移动；
7、c、在周期驱动磁场t/2-3t/4时，磁场垂直方向角由第一设定值增大到固定值，磁场强度保持第二设定值不变；在这个过程中，机器人头部仍保持向上弯曲状态；尾部产生的磁力矩减小，逐渐舒展，而在尾部舒展时，由于足部外观的设计，使得后足部摩擦力比前足部摩擦力大，因此后足部静止，推动前足部向前移动，完成整体的运动前进；
8、d、在周期驱动磁场3t/4-t时，磁场垂直方向角保持固定值不变，磁场强度由第二设定值减小到0的过程中，机器人头部产生的磁力矩减小从而慢慢放下；
9、e、重复以上b、c步骤，可实现机器人尾部连续蠕动从而使机器人向前移动，并且在此过程中改变磁场的水平方向角，可实现机器人进行转向运动；重复a、d步骤，则可实现机器人头部的抬起和放下。
10、一种多连接段磁控软体机器人的制备方法，包括如下步骤：
11、s1、将硅胶与钕铁硼磁粉混合并搅拌均匀，然后倒入两个正方体凹槽的模具中，待其固化后取出；
12、s2、将固化后的两片磁性软体材料薄膜进行尺寸方面的裁剪，并采用折叠磁化的方式进行方向相反的磁化；其中磁感应强度大的长方形薄片作为机器人头部，磁感应强度小的长方形薄片作为机器人尾部；
13、s3、将硅胶倒入椭圆柱凹槽的模具中，待其固化后，将其取出后裁剪为机器人的足部；
14、s4、将s2中制成头部与尾部以及s3中制成的足部放入机器人制作模具中，并在其连接处涂上硅胶，待硅胶固化后，头部、尾部与足部被连接在一起。
15、本发明的优点和积极效果是：
16、本发明的机器人采用无缆驱动方式，通过控制外界磁场的强度、方向以及频率，实现头部能弯曲抬起物体以及尾部蠕动推动整体向前移动和转向的能力。与目前技术相比，该多连接段磁控软体机器人具备结构简单、易于制作、体积小、质量轻的优点；且在三维亥姆霍兹线圈所提供的周期性均匀磁场中可实现在平面内抬起物体向任意方向移动，易于控制；同时，机器人整体是由柔性材料制成，以及采用磁场驱动的方式，这使得机器人可适用于很多非磁屏蔽的场景中。
1.一种多连接段磁控软体机器人，其特征在于：包括头部(1)、尾部(2)以及足部(3)，头部(1)与尾部(2)的连接是通过足部(3)的上表面与两者的下表面进行连接实现的；其中头部(1)与尾部(2)采用磁性软体材料制成，且均被磁化，但磁化方向相反。
2.根据权利要求1所述的多连接段磁控软体机器人，其特征在于：所述头部(1)与尾部(2)是由硅胶与钕铁硼磁粉按照不同比例混合制成，固磁化后两者的磁感应强度大小不同，其中头部(1)的磁感应强度大于尾部(2)的磁感应强度。
3.根据权利要求1所述的多连接段磁控软体机器人，其特征在于：所述足部(3)采用硅胶材料制成。
4.根据权利要求1所述的多连接段磁控软体机器人，其特征在于：所述头部(1)与尾部(2)都是采用磁性材料折叠磁化的方式进行磁化。
5.根据权利要求1所述的多连接段磁控软体机器人，其特征在于：在外界周期磁场的作用下，由于头部(1)与尾部(2)的磁化方向相反，当头部(1)受到向上弯曲的磁力矩而抬起时，尾部(2)也将受到向下弯曲的磁力矩而拱起；此外，由于头部(1)的磁感应强度大于尾部(2)的磁感应强度，故头部(1)受到的磁力矩也大于尾部(2)的磁力矩，这使得尾部(2)在蠕动前进过程中能始终保持头部(1)抬起。
6.根据权利要求1所述的多连接段磁控软体机器人，其特征在于：所述头部(1)与尾部(2)为长方形薄片，足部(3)为四分之一个椭圆柱。
7.根据权利要求1所述的多连接段磁控软体机器人，其特征在于：该多连接段磁控软体机器人设置四个足部(3)，其中两个足部(3)设置于靠近尾部(2)的头部(1)一端，剩余两个足部(3)设置于远离头部(1)的尾部(2)一端。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的多连接段磁控软体机器人的运动方法，其特征在于：包括如下步骤：
9.一种根据权利要求1-7任一项所述的多连接段磁控软体机器人的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的多连接段磁控软体机器人的制备方法，其特征在于：s1中，硅胶与钕铁硼磁粉分别按照重量比2:8与6:4的比例混合并搅拌均匀。
