[發明專利]一種介電彈性體驅動的剛性折紙式靈巧手模塊化驅動指節

在審

• 申請號: 202110407245.6
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN112959346A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 張庭;李陽
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J17/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 許燕萍

1.一種介電彈性體驅動的剛性折紙式靈巧手模塊化驅動指節,包括指節，其特征在于，所述指節包括：

支架單元，所述支架單元包括分別位于所述指節兩端的兩個支架體；

驅動組件，所述驅動組件包括介電彈性體驅動機構，每個所述介電彈性體驅動機構連接在所述兩個支架體之間，所述介電彈性體驅動機構包括介電彈性體驅動器，所述介電彈性體驅動器彎曲形變帶動所述指節形變；

折疊組件，所述折疊組件包括折疊式支撐機構，每個所述折疊式支撐機構連接在所述兩個支架體之間，所述折疊式支撐機構包括剛性折紙單元，所述指節形變帶動所述剛性折紙單元折疊形變。

2.如權利要求1所述的靈巧手模塊化驅動指節，其特征在于，所述驅動組件包括沿所述指節的周向依次設置的多處所述介電彈性體驅動機構，所述折疊組件包括沿所述指節的周向依次設置的多處所述折疊式支撐機構。

3.如權利要求1所述的靈巧手模塊化驅動指節，其特征在于，每個所述介電彈性體驅動機構包括分別與所述兩個支架體連接的兩個所述介電彈性體驅動器，同一所述介電彈性體驅動機構的兩個所述介電彈性體驅動器的相接處位于所述指節的長度二等分處且同一所述介電彈性體驅動機構的兩個所述介電彈性體驅動器的相接處向所述指節的內側彎曲形變，

每個所述折疊式支撐機構包括分別與所述兩個支架體連接的兩個所述剛性折紙單元，同一所述折疊式支撐機構的兩個所述剛性折紙單元的相接處位于所述指節的長度二等分處且同一所述折疊式支撐機構的兩個所述剛性折紙單元均向所述指節的內側折疊形變。

4.如權利要求1所述的靈巧手模塊化驅動指節，其特征在于，所述介電彈性體驅動器包括疊置在一起的基底和介電彈性體薄膜，所述基底設置為一層或疊置在一起的多層，所述介電彈性體薄膜設置為多層，每層所述介電彈性體薄膜的兩表面均覆蓋有柔性電極，當對所述柔性電極施加電壓時，所述介電彈性體驅動器往所述基底側彎曲。

5.如權利要求4所述的靈巧手模塊化驅動指節，其特征在于，所述介電彈性體薄膜采用聚丙烯酸酯或硅橡膠材料，所述基底采用剛度比所述介電彈性體薄膜大的柔性材料，所述柔性電極采用碳黑、硅膠和硅油的混合物材料。

6.如權利要求1所述的靈巧手模塊化驅動指節，其特征在于，每個所述剛性折紙單元的折痕為單頂點六折痕菱形圖案，由所述剛性折紙單元組成的所述折疊組件滿足指節拉伸、壓縮以及彎曲的運動要求。

7.如權利要求1所述的靈巧手模塊化驅動指節，其特征在于，所述支架體為六邊形薄板，所述六邊形薄板包括交替布置的第一側邊和第二側邊，三個所述第一側邊用于連接所述介電彈性體驅動機構，三個所述第二側邊用于連接所述折疊式支撐機構。

8.如權利要求7所述的靈巧手模塊化驅動指節，其特征在于，三個所述第一側邊連接的三處所述介電彈性體驅動機構的輸入電壓獨立控制，輸入電壓相同時，指節實現壓縮運動，輸入電壓不同時，指節實現彎曲運動。

9.如權利要求1所述的靈巧手模塊化驅動指節，其特征在于，所述支架體設有用于粘貼其所連接的所述介電彈性體驅動器的多個夾板，所述介電彈性體驅動機構的兩個所述介電彈性體驅動器粘貼連接。

10.如權利要求1所述的靈巧手模塊化驅動指節，其特征在于，所述支架體和所述剛性折紙單元均采用3D打印制作，所述折疊式支撐機構的折痕通過在不同板塊連接處3D打印柔性材料實現。