[發(fā)明專利]一種并聯(lián)彎曲軟體致動器

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• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112402187A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 王勇;呂仲明;肖飛云;姜明亮;陸益民;陳恩偉;劉正士
• 申請（專利權）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林凡燕

本發(fā)明公開一種并聯(lián)彎曲軟體致動器，包括至少兩個軟體致動組件，一所述軟體致動組件的底面與另一個所述軟體致動組件的底面連接；其中，所述軟體致動組件包括沿第一方向依次連接的連接口、根基結構和波浪狀非旋轉(zhuǎn)體結構，所述連接口、所述根基結構和所述波浪狀非旋轉(zhuǎn)體結構之間形成一空腔結構，所述第一方向平行于所述軟體致動組件的軸向。本發(fā)明的并聯(lián)彎曲軟體致動器能夠在給定氣壓下獲得更大的剛性及輸出力，并且制作容易。

技術領域

本發(fā)明涉及柔性機器人模塊技術領域，特別是涉及一種并聯(lián)彎曲軟體致動器。

背景技術

目前國內(nèi)每年由中風、腦出血、腦梗、腦血栓、腦癱、燒傷、燙傷及其他各類事故導致的手部殘疾的患者人數(shù)呈逐步上升趨勢。其癥狀多表現(xiàn)為手部抽搐、痙攣、抓取無力、無法正常伸展及“鷹勾手”等。手部康復需要循序漸進，通常采用手部康復器械進行康復訓練。手部康復器械的關鍵是手指部分，現(xiàn)有的機械手爪常采用剛性結構，面臨抓握物體時造成被抓物體被破壞、運行噪音較大等問題，因此迫切需要改進，而軟體致動器(也稱為軟體機器人)是一個新的研究方向。

近幾年，隨著新材料的出現(xiàn)以及加工制造技術的提高，世界范圍內(nèi)掀起了軟體致動器研究的熱潮，軟體機器人是機器人研究的一種新的思路，可以應用到很多領域都，受自然的啟發(fā)，研究人員開始探索由柔性材料組成的軟體機器人的設計和控制。

然而現(xiàn)有技術中的軟體致動器結構通常存在以下問題：只能進行單向彎曲，在進行反向彎曲時造成的拉伸作用力較小，承載能力較差；軟體致動器自身膨脹大小隨著氣壓的增大而增大，當膨脹過大時，軟體致動器的作業(yè)將會被其自身制約；在施加載荷時，結構內(nèi)部會造成應力分布不均勻，存在局部應力集中情況，軟體致動器的使用壽命不長；徑向的膨脹使得彎曲轉(zhuǎn)化效率降低；以及制作工藝復雜，無法整體成型；以及需要較大的加載才能產(chǎn)生較大變形。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種并聯(lián)彎曲軟體致動器，用于解決現(xiàn)有技術中的軟體致動器在施加載荷時，結構內(nèi)部會造成應力分布不均勻，存在局部應力集中情況，使軟體致動器存在使用壽命不長、徑向的膨脹使得彎曲轉(zhuǎn)化效率降低、制作工藝復雜、無法整體成型、在拉伸時產(chǎn)生的反向作用力較小、承載能力較差以及需要較大的加載才能產(chǎn)生較大變形的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種并聯(lián)彎曲軟體致動器，包括：

至少兩個軟體致動組件，一所述軟體致動組件的底面與另一個所述軟體致動組件的底面連接；

其中，所述軟體致動組件包括沿第一方向依次連接的連接口、根基結構和波浪狀非旋轉(zhuǎn)體結構，所述連接口、所述根基結構和所述波浪狀非旋轉(zhuǎn)體結構之間形成一空腔結構，所述第一方向平行于所述軟體致動組件的軸向。

在一可選實施例中，所述并聯(lián)彎曲軟體致動器包括對稱設置的一對軟體致動組件，一所述軟體致動組件的底面與另一個所述軟體致動組件的底面相對設置。

在一可選實施例中，所述并聯(lián)彎曲軟體致動器還包括中間連接面，一所述軟體致動組件的底面與另一個所述軟體致動組件的底面之間通過所述中間連接面連接。

在一可選實施例中，所述中間連接部包括波紋面或者平面。

在一可選實施例中，所述并聯(lián)彎曲軟體致動器的材質(zhì)包括彈性材料。

在一可選實施例中，所述并聯(lián)彎曲軟體致動器一體成型。

在一可選實施例中，所述軟體致動組件還包括指尖結構，所述指尖結構與所述波浪狀非旋轉(zhuǎn)體結構的遠離所述根基結構的一端連接。

在一可選實施例中，所述根基結構的腔體呈喇叭狀，所述根基結構的壁厚大于所述軟體致動組件的其他部分的壁厚。