[發明專利]一種具有形狀記憶功能的抓取結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202011391087.1
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112518732B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 冷勁松;李悅嘉;張風華;劉彥菊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J15/00;B25J15/08;B25J18/02;B25J19/00
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理有限公司 11473
• 代理人: 鮑麗偉

1.一種抓取結構的制備方法，其特征在于，所述抓取結構應用于航天領域，所述抓取結構包括：連接部(1)和抓取部(2)；所述連接部(1)與所述抓取部(2)固定連接；

所述連接部(1)包括驅動組件(11)和第一連接件，所述驅動組件(11)通過所述第一連接件與所述抓取部(2)連接；

所述抓取部(2)包括夾爪(21)與轉臺(22)，所述夾爪(21)與所述轉臺(22)可拆卸連接；所述轉臺(22)適于與所述連接部(1)連接；

所述驅動組件(11)與所述夾爪(21)均由雙向形狀記憶復合材料制備而成；

所述驅動組件(11)和所述夾爪(21)適于通過一定溫度的刺激進行雙向形變，以抓取和釋放物品；當抓取所述物品時，所述驅動組件(11)和所述夾爪(21)為收縮狀態；當釋放所述物品時，所述驅動組件(11)和所述夾爪(21)為伸長狀態；

所述制備方法包括以下步驟：

步驟S1：制備雙向形狀記憶復合材料，包括以下步驟：

步驟S11：將雙馬來酰亞胺、聚硅氧烷、四氫呋喃按照一定質量比進行混合；

步驟S12：加熱并在惰性氣體氛圍下攪拌12-24h，得到第一溶液；

步驟S13：向所述第一溶液中加入氰酸酯，直至所述氰酸酯完全溶解，最終制備得到所述雙向形狀記憶復合材料；

步驟S2：將所述雙向形狀記憶復合材料放入模具中，最終定型得到收縮狀態的抓取結構；

步驟S3：將所述收縮狀態的抓取結構取出所述模具并加熱到180-200℃，得到伸長狀態的抓取結構；

所述伸長狀態的抓取結構繼續降溫至100-120℃以下，所述抓取結構保持收縮狀態不變。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S13還包括：

在所述第一溶液中添加丁晴橡膠，直至所述氰酸酯與所述丁晴橡膠完全溶解，最終制備得到所述雙向形狀記憶復合材料。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述雙馬來酰亞胺樹脂放入模具中，最終定型得到收縮狀態的抓取結構，包括：

步驟S21：在所述模具中鋪上適量厚度的纖維布；

步驟S22：將所述雙向形狀記憶復合材料向所述模具澆筑，室溫放置12-24h后，將所述模具放置于烘箱內，進行梯度升溫固化，定型得到所述收縮狀態的抓取結構。

4.一種具有形狀記憶功能的抓取結構，其特征在于，如權利要求1-3任一項所述的方法制備而成。

5.根據權利要求4所述的抓取結構，其特征在于，所述驅動組件(11)包括第一驅動結構(111)和與所述第一驅動結構(111)對稱設置且固定連接的第二驅動結構(112)；通過一定溫度的刺激，所述第一驅動結構(111)和所述第二驅動結構(112)適于共同發生形變，以驅動所述抓取部(2)向所述物品運動。

6.根據權利要求5所述的抓取結構，其特征在于，所述第一驅動結構(111)包括依次連接的第一邊板(1111)、連接段(1112)和第二邊板(1113)；當收縮狀態時，所述連接段(1112)的形狀為折線形；當伸長狀態時，所述連接段(1112)的形狀為直線形或弧線形。

7.根據權利要求4所述的抓取結構，其特征在于，所述夾爪(21)包括依次連接的勾取段(211)、變形段(212)和固定段(213)；所述固定段(213)與所述轉臺(22)可拆卸連接；當收縮狀態時，所述勾取段(211)的頂端向所述轉臺(22)靠近；當伸長狀態時，所述勾取段(211)的頂端向所述轉臺(22)遠離。