[發明專利]一種可變剛度的雙層氣動螺旋軟體執行器

在審

• 申請號: 202110648298.7
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113276144A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 馮毅雄;閆煒煜;邱皓
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種可變剛度的雙層氣動螺旋軟體執行器，其特征在于：軟體執行器包括氣動軟體執行器本體(1)、導氣管(4)、變剛度模塊；導氣管(4)固定安裝在氣動軟體執行器本體(1)的端部，變剛度模塊固定安裝在氣動軟體執行器本體(1)的底部；軟體執行器通過導氣管(4)與外輔助裝置相連，外輔助裝置用于提供和控制軟體執行器螺旋變形所需的氣壓，軟體執行器通過變剛度模塊與溫度控制裝置電連接，溫度控制裝置用于控制影響軟體執行器剛度的溫度。

2.根據權利要求1所述的一種可變剛度的雙層氣動螺旋軟體執行器，其特征在于：所述氣動軟體執行器本體(1)頂面沿自身長度方向等間隔地開設有多個條形槽，各個條形槽之間平行設置且每個條形槽均沿非垂直地傾斜于氣動軟體執行器本體(1)的自身長度方向布置，各個條形槽不貫穿于氣動軟體執行器本體(1)的底面，通過各個條形槽將氣動軟體執行器本體(1)分隔為多個腔體塊，每個腔體塊內設有氣腔，各個腔體塊內的氣腔在氣動軟體執行器本體(1)底部連通，從而使得各個腔體塊內的氣腔構成傾斜的梳齒形氣腔，梳齒形氣腔的充氣放氣來驅動軟體執行器發生螺旋變形。

3.根據權利要求1所述的一種可變剛度的雙層氣動螺旋軟體執行器，其特征在于：

所述變剛度模塊包括上硅樹脂層(2)、下硅樹脂層(3)、熱塑性復合材料層(6)、熱敏電阻(7)和加熱層(5)；上硅樹脂層(2)的上表面與氣動軟體執行器本體(1)的底部固定連接，由上硅樹脂層(2)和下硅樹脂層(3)組成中間設置有空隙的一體硅樹脂結構，一體硅樹脂結構中間的空隙中設置有上下層疊布置的加熱層(5)和熱塑性復合材料層(6)，加熱層(5)固定安裝在熱塑性復合材料層(6)上，下硅樹脂層(3)和熱塑性復合材料層(6)之間設置有熱敏電阻(7)，熱敏電阻(7)通過導線與溫度控制裝置電連接。

4.根據權利要求2所述的一種可變剛度的雙層氣動螺旋軟體執行器，其特征在于：相鄰的所述條形槽之間的間隔按需求設置。

5.根據權利要求2所述的一種可變剛度的雙層氣動螺旋軟體執行器，其特征在于：所述氣動軟體執行器本體(1)利用硅膠澆注而成或者將TPU材料利用3D打印方式制造而成。

6.根據權利要求3所述的一種可變剛度的雙層氣動螺旋軟體執行器，其特征在于：所述熱塑性復合材料層(6)由聚己內酯和炭黑制備而成，其中聚己內酯的摩爾質量為88.4kg/mol，聚己內酯與炭黑的質量比為8:2。

7.根據權利要求3所述的一種可變剛度的雙層氣動螺旋軟體執行器，其特征在于：所述加熱層(5)具體為柔性鍍銅聚酰亞胺經過激光切割后形成蛇形排列鍍銅聚酰亞胺加熱線，鍍銅聚酰亞胺加熱線的兩端焊接導線，鍍銅聚酰亞胺加熱線鍍銅的一面朝上，鍍銅聚酰亞胺加熱線沒有鍍銅的一面緊貼在所述熱塑性復合材料層(6)的上表面，鍍銅聚酰亞胺加熱線通入電流后產生均勻的焦耳熱。

8.根據權利要求3所述的一種可變剛度的雙層氣動螺旋軟體執行器，其特征在于：所述變剛度模塊緊貼在所述氣動軟體執行器本體的底部。