[發明專利]一種具有自感知功能的柔性智能吸附裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 202110685637.9
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113212586B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 李銳;李果;何雨橙;楊平安;唐賢倫;壽夢杰;陳婕
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B25J15/06;B29C64/112;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y50/02;B33Y80/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 李金蓉

1.一種具有自感知功能的柔性智能吸附裝置，其特征在于：包括吸附部件、自感知部件(1)和驅動部件，其中所述吸附部件包括基體(3)和若干吸盤(12)，所述吸盤(12)的非吸附端與基體(3)固定連接，在所述基體(3)上設置有凹槽；所述凹槽內設置自感知部件(1)，自感知部件(1)包括感知保護層(14)和導電層(15)，靠近凹槽槽壁為感知保護層(14)，感知保護層(14)上為導電層(15)；所述驅動部件包括氣壓驅動接口(11)，所述氣壓驅動接口(11)設置在吸盤(12)的非吸附端；

吸附部件和自感知部件(1)呈間隔式一體化分布，即在所述吸附部件陣列吸盤(12)中間嵌有自感知部件(1)，自感知部件(1)本身不僅能作為電阻式傳感器，在空間中也可作為變極距式電容式傳感器；兩個自感知部件(1)分別為兩個單獨的電阻式傳感器，每個導電層(15)都有一個電阻信號接線端子(16)和電容信號接線端子(17)，黏附吸盤的形變和感知部件本身的形變會導致自感知部件的變形從而導致其電阻的變化，同時由兩個自感知部件(1)充當電容的兩個電極構成的電容在其電極結構發生形變的同時，其電容值也會發生變化，自適應控制模塊接收到電阻變換信息和電容變化信息判斷吸附結構是否貼緊物體表面和判斷吸附行為是否有效。

2.根據權利要求1所述一種具有自感知功能的柔性智能吸附裝置，其特征在于：所述吸盤(12)的非吸附端嵌入基體(3)內。

3.根據權利要求1所述一種具有自感知功能的柔性智能吸附裝置，其特征在于：所述吸盤(12)呈陣列排列。

4.根據權利要求1所述一種具有自感知功能的柔性智能吸附裝置，其特征在于：所述吸盤(12)的吸附端(2)設置為波紋管結構。

5.根據權利要求1所述一種具有自感知功能的柔性智能吸附裝置，其特征在于：所述驅動部件還包括氣壓管道(13)，氣壓管道(13)一端與氣壓驅動接口(11)連接，另一端外接真空發生器。

6.根據權利要求1-5任一項所述一種具有自感知功能的柔性智能吸附裝置，其特征在于：還包括與所述基體(3)固定連接的外殼(4)，外殼(4)上設置有機械臂連接頭(5)。

7.根據權利要求6所述一種具有自感知功能的柔性智能吸附裝置，其特征在于：在所述外殼(4)內設置自適應控制模塊(10)。

8.一種制備權利要求1-5任一項所述具有自感知功能的柔性智能吸附裝置的方法，其特征在于：吸附部件和自感知部件采用油墨直寫打印一體化成形，包括以下步驟：

(1)自感知部件墨水配制：①分別按體積比40％稱取銀薄片或鐵納米線和聚氨酯于燒杯中，在燒杯中加入N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃溶劑，N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃的體積比為1:4.5，使溶劑與聚氨酯質量比為10:1，②保持燒杯處于敞開狀態，攪拌使上一步溶液均勻混合；③將配好的導電油墨溶液裝入打印針筒中，待用；④取聚二甲基硅氧烷和聚氨酯于燒杯中，聚二甲基硅氧烷和聚氨酯的質量比為1:15，在燒杯中加入N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃溶劑，N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃的體積比為1:4.5，使溶劑與聚氨酯質量比為10:1，重復②③步驟獲得保護層油墨溶液；

(2)吸附部件墨水配制：①取50g聚氨酯于燒杯中，在燒杯中加入N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃溶劑，N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃的體積比為1:4.5，使溶劑與聚氨酯質量比為10:1，②保持燒杯處于敞開狀態，攪拌使上一步溶液均勻混合；③將配好的油墨溶液裝入打印針筒中，待用；

(3)打印：采用以上步驟配制好的墨水分別進行吸附部件和自感知部件的打印。

9.根據權利要求8所述一種制備具有自感知功能的柔性智能吸附裝置的方法，其特征在于：導電層的打印過程中設置針頭內徑為200μm，打印針頭壓力為1.6MPa，打印速度為1.5mm/s，利用打印針頭移動的剪切力誘導銀薄片或鐵納米線的取向，隨蒸發流向上的托力促進了導電網絡有序結構的形成。