[發明專利]一種智能仿生分離拾取裝置、制造方法及分離拾取方法

有效

• 申請號: 201910680429.2
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110434879B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 文世峰;陳柯宇;周燕;陳道兵;王沖;劉洋;胡輝;史玉升
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B22F3/105;B33Y80/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;張彩錦

1.一種智能仿生分離拾取裝置，其特征在于，由形狀記憶合金材料一體成形，包括口管主體(4)、水循環流道(1)、一對口管上顎(2)和多個舌狀剛毛(3)，其中，所述口管主體(4)為兩端粗、中間細的圓管；所述水循環流道(1)為位于所述口管主體(4)內壁中的環狀通道；一對所述口管上顎(2)位于所述口管主體(4)一端，且呈對稱分布；多個所述舌狀剛毛(3)位于所述口管主體(4)內壁兩側；

該分離拾取裝置在不同溫度下呈現不同狀態：當溫度低于形狀記憶合金完全奧氏體化的溫度時，裝置呈放松狀態，即一對口管上顎(2)張開，且多個舌狀剛毛(3)均朝向一側；當溫度高于形狀記憶合金完全馬氏體化的溫度時，裝置呈拾取狀態，即一對口管上顎(2)閉合，口管主體(4)發生扭轉，且多個舌狀剛毛(3)伸展并朝向另一側。

2.如權利要求1所述的智能仿生分離拾取裝置，其特征在于，所述形狀記憶合金為鎳鈦合金、銅基形狀記憶合金、鐵錳基形狀記憶合金中的一種。

3.如權利要求1所述的智能仿生分離拾取裝置，其特征在于，所述口管上顎(2)為半月牙形。

4.一種如權利要求1-3任一項所述的智能仿生分離拾取裝置的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：在高于形狀記憶合金完全馬氏體化的溫度環境下，采用形狀記憶合金材料通過3D打印一體化成形呈拾取狀態的裝置；在低于形狀記憶合金完全奧氏體化的溫度環境下，通過外部載荷作用使裝置呈放松狀態，從而完成裝置在不同溫度條件的狀態記憶。

5.一種智能仿生分離拾取方法，其采用如權利要求1-3任一項所述的裝置實現，其特征在于，包括如下步驟：

S1向水循環流道(1)注入溫度高于形狀記憶合金完全馬氏體化溫度的高溫水，裝置由放松狀態轉為拾取狀態，使待分離物體被口管上顎(2)夾緊并從有口管上顎(2)一端進入口管主體(4)，進而待分離物體在口管主體(4)的扭轉作用下被夾斷，并在口管主體(4)和舌狀剛毛(3)的共同作用下向口管主體(4)另一端移動；

S2向水循環流道(1)注入溫度低于形狀記憶合金完全奧氏體化溫度的低溫水，裝置由拾取狀態回復到放松狀態；

S3重復S1和S2，直至被夾斷的物體被從口管主體(4)另一端推出，完成物體分離拾取。

6.如權利要求5所述的智能仿生分離拾取方法，其特征在于，所述高溫水的溫度為80℃-100℃。

7.如權利要求5所述的智能仿生分離拾取方法，其特征在于，所述低溫水的溫度為0℃-10℃。