[發(fā)明專利]一種多腔式軟體抓手的制作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110000524.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN112692864A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬;楊策;李樂為;甘俊;石照耀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/12
• 分類號(hào): B25J15/12;B29C33/38;B29C33/52;B29C39/26;B29C39/02;B29C39/36
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種多腔式軟體抓手的制作方法，首先設(shè)計(jì)出多腔式軟體抓手的結(jié)構(gòu)和確定其材料；根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)灌注模具的結(jié)構(gòu)，通過3D打印技術(shù)獲得模具實(shí)體；選擇與多腔式軟體抓手的高分子材料熔點(diǎn)不同的模芯的材料，通過3D打印技術(shù)獲得模芯模具；將模具擺放好將高分子材料溶液灌注到模具之中，取出軟體抓手最后模芯融化形成內(nèi)部空腔。本發(fā)明提供的軟體抓手制作方法總體結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低、對(duì)材料和制作工具的要求不高。軟體抓手性能穩(wěn)定，可持續(xù)工作，適應(yīng)能力強(qiáng)不易損壞。打破了傳統(tǒng)的應(yīng)用粘連和整體3D打印方法的局限，并且除了氣動(dòng)式方法還可以用液壓的方式來實(shí)現(xiàn)抓手的功能。未來可以更多應(yīng)用于各種軟體結(jié)構(gòu)的制作流程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟體機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于整體灌注成型的多腔式軟體抓手的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

近年來，隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展和人工智能的出現(xiàn)，機(jī)器人應(yīng)用到生活的各個(gè)方面。傳統(tǒng)的剛性機(jī)器人雖然承載能力較大，但在面臨復(fù)雜的操作環(huán)境和復(fù)雜的操作對(duì)象時(shí)，由于適應(yīng)性差、操作對(duì)象單一等缺點(diǎn)，已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)生活的需求。由科學(xué)家們開始關(guān)注大自然中軟體生物的研究，軟體機(jī)器人逐漸進(jìn)入大眾的視野，它們能夠根據(jù)外界環(huán)境而產(chǎn)生相應(yīng)的變形，并且軟體機(jī)器人的主體部分和執(zhí)行部分均由高分子彈性柔性材料組成，適應(yīng)性強(qiáng)，可以在復(fù)雜多變的工作環(huán)境中利用其柔順性來適應(yīng)不同的環(huán)境和工作任務(wù)，有效地彌補(bǔ)了剛性機(jī)器人的缺陷，所以軟體機(jī)器人的研究工作成為了近年來的工業(yè)熱點(diǎn)。因?yàn)樽ナ质擒涹w機(jī)器人的執(zhí)行裝置，作為核心構(gòu)件，其制作方法是保證軟體機(jī)器人高效工作的先決條件。而現(xiàn)有的硅膠軟體抓手制作通常用3D打印或者粘連的方法，3D打印存在成本高、工時(shí)長(zhǎng)的軟肋并且對(duì)制作材料的要求很高，粘連的方法雖然簡(jiǎn)單但無法保證工件精度，并且對(duì)于硅膠材料操作困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種簡(jiǎn)單、可靠的軟體抓手的制作方法，以解決現(xiàn)有軟體機(jī)器人抓手制作工藝復(fù)雜，工時(shí)長(zhǎng)的問題，既可以保證工件的高性能，又能在制作流程方面節(jié)省成本。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種多腔式軟體抓手，其結(jié)構(gòu)由主體部分和執(zhí)行部分構(gòu)成。

所述主體部分由實(shí)心的限制層底座構(gòu)成。

所述執(zhí)行部分為上腔體，形狀為波紋狀，內(nèi)部形成空腔。

所述主體部分和執(zhí)行部分均由高分子彈性柔軟材料組成。

所述材料包括：樹脂材料、橡膠材料、硅膠材料等。

當(dāng)上腔體的空腔口通入液壓或氣壓的時(shí)候，上腔體帶有波紋結(jié)構(gòu)的抓身就會(huì)膨脹伸長(zhǎng)，但是由于下方限制層底座為實(shí)心結(jié)構(gòu)，拉伸變形較小，故限制上腔體的伸長(zhǎng)，從而產(chǎn)生限制向限制層一側(cè)的彎曲，實(shí)現(xiàn)多腔式軟體抓手的抓舉動(dòng)作。

多腔式軟體抓手能夠根據(jù)外界環(huán)境產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而有很強(qiáng)的適應(yīng)性。多腔式軟體抓手理論上具有無限多自由度，具有連續(xù)變形的能力，可以通過控制系統(tǒng)末端執(zhí)行器達(dá)到空間內(nèi)任意一點(diǎn)。

一種多腔式軟體抓手的制作方法，采用整體灌注式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。首先設(shè)計(jì)出多腔式軟體抓手的結(jié)構(gòu)和確定其材料；根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)灌注模具的結(jié)構(gòu)，通過3D打印技術(shù)獲得模具實(shí)體；選擇與多腔式軟體抓手的高分子材料熔點(diǎn)不同的模芯的材料，通過3D打印技術(shù)獲得模芯模具；將模具擺放好將高分子材料溶液灌注到模具之中，取出軟體抓手最后模芯融化形成內(nèi)部空腔。

本發(fā)明的發(fā)明人提出一種多腔式軟體抓手的制作方法，包括以下步驟：

步驟1：設(shè)計(jì)多腔式軟體抓手的整體結(jié)構(gòu)和內(nèi)腔布局。

步驟2：選擇合適的高分子材料。

步驟3：設(shè)計(jì)灌注模具、模芯、模芯模具。

步驟4：灌注成型、融化模芯。