[發(fā)明專利]一種無纜水驅(qū)軟體機(jī)器人、制造模具及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010037701.8
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111231189B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴宇鋒;鄧豪;未建鋒;董翔;侯西龍;王超;孔文超
• 申請（專利權(quán)）人: 鵬城實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號: B29C39/02
• 分類號: B29C39/02;B29C39/26;B25J9/14
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 朱陽波;王永文

本發(fā)明公開了一種無纜水驅(qū)軟體機(jī)器人、制造模具及其制造方法，其軟體機(jī)器人包括至少一個(gè)軟體支臂，圍繞以主體部件設(shè)置，其中，所述軟體支臂通過陰陽模的兩次注模工藝完成，第一注模形成所述軟體支臂的下側(cè)臂體，并在第二注模時(shí)完成所述軟體支臂的剩余部分。本發(fā)明無纜水驅(qū)軟體機(jī)器人、模具及其制造方法由于采用了兩級注模工藝，通過設(shè)置在模具底板上的矮壁，實(shí)現(xiàn)軟體支臂的制造過程中的快速高效和產(chǎn)品良率更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軟體機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及的是一種無纜水驅(qū)機(jī)器人制造方法及其軟體機(jī)器人和模具的改進(jìn)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的軟體機(jī)器人是一種最新機(jī)器人裝置，尤其是在水下的操作操控中，可以充分利用水驅(qū)控制的軟體支臂的波動(dòng)和擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)軟體機(jī)器人的水下運(yùn)動(dòng)控制。

當(dāng)前的軟體機(jī)器人大部分為有纜結(jié)構(gòu)，且采用氣體驅(qū)動(dòng)為主，流體入口密封采用剛性的塑料或金屬夾緊的方法。氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備體積較大，不方便攜帶，且與機(jī)器人本體之間需用氣管連接，降低了機(jī)器人的靈活性，縮小了使用范圍。剛性部件普遍質(zhì)量較重，增加了機(jī)器人本體重量，增加了能量損耗，且與柔性部件相比，增加了目標(biāo)物體的受損風(fēng)險(xiǎn)。目前，同類產(chǎn)品主要是軟硬一體式結(jié)構(gòu)，軟性本體與硬質(zhì)電子艙采用膠水粘接或采用螺絲緊固裝配，此法增加了機(jī)器人本體與電子艙的拆裝成本，不拆卸時(shí)又不便于對運(yùn)輸條件苛刻的電子器件的運(yùn)輸，且水下機(jī)器人出水?dāng)y帶較多液體，不利于直接打開電子艙進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。

一般軟體機(jī)器人驅(qū)動(dòng)模塊為外置設(shè)備，通過纜繩連接驅(qū)動(dòng)源和機(jī)器人本體，這種方案減小了機(jī)器人末端重量，但限制了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的靈活性，纜繩易對機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形成干擾，限制了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍。郭鐘華等發(fā)明的注水軟體機(jī)器人（公開號CN107031807A），請參考圖1所示，臂爪與電子艙通過螺絲裝配，且水泵供電為外接設(shè)備，尚不屬于無纜范疇。

Jennifer Frame等人制作的jellyfish軟體機(jī)器人，采用同一種材料進(jìn)行注模，上層部分一次性成型，機(jī)器人本體各處剛度一致，與電子艙配合采用膠水粘結(jié)。為了方便脫模，模具采用陰陽模，空腔模具為陰模，外壁模具為陽模，陰陽模組合時(shí)易發(fā)生硅膠滲漏現(xiàn)象，因此一般會(huì)采用密封膠密封，但密封膠的密封方式容易導(dǎo)致脫模時(shí)對模具或產(chǎn)品本身的損壞。

機(jī)器人制作順序一般是先注模機(jī)器人的上層部分，常溫固化后脫模，然后注模底面層時(shí)將脫模后的上層部分壓于底面層上并進(jìn)行硅膠粘連，待底面層硅膠固化后，上下部分也融合為一體，形成密閉空腔，請參考圖2（公開號CN109733493A）所示。由于上下部分都是硅膠材質(zhì)，因此通過硅膠粘連就很容易形成融合的整體結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)的軟體機(jī)器人帶纜，容易干擾機(jī)器人，限制了運(yùn)動(dòng)范圍，降低了機(jī)器人的靈活性；而使用同種材料澆筑時(shí)，會(huì)使機(jī)器人的軟體支臂各處剛度一樣，無法滿足不同的剛度需求，容易導(dǎo)致本體與電子艙配合不緊密以及本體彎曲變形時(shí)流量分配腔的變形嚴(yán)重等問題。在軟體支臂的注模制造過程中，由于使用密封膠密封模具，對密封膠的要求較高，既要固化快、密封性好，又要承受一定高溫且易剝離，但脫膠困難，在上膠和脫膠的過程中，容易損壞模具。裝配軟體支臂和主體時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)通常采用膠水粘接或螺絲緊固的方式裝配，不方便拆卸電子艙，增加了維護(hù)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本。

此外，由于軟體支臂的主要應(yīng)用材料是硅膠，較為粘稠，自流平差，容易造成腔室頂面壁厚的不均勻，引起局部鼓包問題。而硅膠在注模到底層并裝配上層時(shí)，由于底層硅膠沒有固化，一次性注模容易造成上層部分在重力作用下陷入底層硅膠中，使得軟體支臂內(nèi)部的腔室被堵塞，造成腔室無法連通，流體無法進(jìn)出驅(qū)動(dòng)，最終形成不良產(chǎn)品。

總之，現(xiàn)有技術(shù)水驅(qū)軟體機(jī)器人大多采用大體積的驅(qū)動(dòng)源，而且電子艙與機(jī)器人本體之間不可拆卸，不利于維護(hù)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸，并且軟體支臂在運(yùn)動(dòng)過程中變形異常，容易出現(xiàn)脫膠。而在整個(gè)軟體機(jī)器人的核心工作部件即軟體支臂注模過程中，由于軟體支臂的大部分材料使用的是硅膠，在軟體支臂的灌注模具中，需要在模具的上蓋和底板之間設(shè)置涂覆密封膠，這樣就容易在模具的底部上蓋與底板之間的縫隙處容易形成緊密的粘連，導(dǎo)致脫模時(shí)對軟體支臂或模具造成損害，并會(huì)降低產(chǎn)品制造效率和良率。