[發明專利]一種機器蛙人、形狀記憶合金絲驅動組件及其制造方法

有效

• 申請號: 202111144961.6
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113858227B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 楊燦軍;吳威濤;涂章鵬;周際飛;武鑫
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J18/00;B25J19/00;B25J19/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 何彬

1.一種形狀記憶合金絲驅動組件，包括柔性管殼及套裝在所述柔性管殼內的記憶合金絲與溫度監測傳感器，所述溫度監測傳感器的數據線穿過所述柔性管殼的管口而輸出溫度監測信號；

其特征在于：

所述記憶合金絲的兩端部伸出所述柔性管殼，用于連接外部構件；

在所述柔性管殼與所述形狀記憶合金絲之間填充有凝膠狀混合物，所述凝膠狀混合物由硅油與硅脂按3.5:1至4.5:1比例混合而成。

2.根據權利要求1所述的形狀記憶合金絲驅動組件，其特征在于：

所述凝膠狀混合物由硅油與硅脂按4：1比例混合而成。

3.根據權利要求2所述的形狀記憶合金絲驅動組件，其特征在于：

所述柔性管殼由乙烯-醋酸乙烯共聚物制成。

4.根據權利要求1所述的形狀記憶合金絲驅動組件，其特征在于：

所述柔性管殼由乙烯-醋酸乙烯共聚物制成。

5.根據權利要求1至4任一項權利要求所述的形狀記憶合金絲驅動組件，其特征在于：

所述形狀記憶合金絲為雙向形狀記憶效應形狀記憶合金絲；

所述溫度監測傳感器為熱電偶。

6.用于制造權利要求1至5任一項權利要求所述的形狀記憶合金絲驅動組件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

預處理步驟，對形狀記憶合金絲通電驅動多次；

預混合步驟，按照預設配比準備硅油與硅脂，并將一半的硅油與硅脂混合，攪拌至糊狀；

再混合步驟，再將另一半的硅油與混合物混合并攪拌均勻，得到所述凝膠狀混合物；

組裝步驟，將所述溫度監測傳感器及經驅動處理過后的形狀記憶合金絲插入所述柔性管殼內，再向所述柔性管殼內注滿所述凝膠狀混合物。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：

在所述預處理步驟中，對形狀記憶合金絲進行通電驅動2次至3次；

在所述再混合步驟中，判斷混合均勻的基準為混合物中沒有白色絮狀漂浮物存在；并在混合均勻之后，利用真空泵除去混合物中的氣泡。

8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于：

在所述組裝步驟中，在向所述柔性管殼內注滿所述凝膠狀混合物的過程中，利用向外流出的填充液排出注射過程中所引入的氣泡，并對套裝在所述柔性管殼內的形狀記憶合金絲進行通電，至填充于所述柔性管殼內的所述凝膠狀混合物無氣泡生成。

9.一種機器蛙人，包括機身及安裝在所述機身上的仿人機械臂與仿人機械腿，所述仿人機械臂包括肩關節、大臂、肘關節、小臂及通過腕關節與所述小臂的末端連接的手掌組件；在所述仿人機械臂與所述仿人機械腿上均布設有用于驅動的致動器；

其特征在于：

所述致動器包括權利要求1至5任一項權利要求所述的形狀記憶合金絲驅動組件。

10.根據權利要求9所述的機器蛙人，其特征在于：

所述手掌組件包括掌部、抓放驅動器及可擺動地安裝在所述掌部上的手爪，所述抓放驅動器用于驅使所述手爪在抓緊位置與釋放位置間往復擺動；

所述抓放驅動器包括用于驅使所述手爪由所述釋放位置擺動至所述抓緊位置的抓緊驅動器，及用于驅使所述手爪由所述抓緊位置擺動至所述釋放位置的釋放驅動器；所述抓緊驅動器與所述釋放驅動器均為基于預載力差分驅動的記憶合金絲驅動器；

所述記憶合金絲驅動器包括支架及可沿第一方向移動地安裝在所述支架上的動子，所述動子通過驅動連接件與所述手爪連接；沿所述第一方向，在所述動子的前后兩側上各布設有一個緊拉驅動器，均用于驅使所述動子朝遠離另一個緊拉驅動器的方向移動；所述緊拉驅動器包括形狀記憶合金絲、預載用彈性機構及預載連接件；沿所述第一方向，所述預載連接件可在靠近所述動子的第一位置與遠離所述動子的第二位置間往復移動；所述形狀記憶合金絲的一端與所述動子固連，另一端與所述預載連接件固連；所述預載用彈性機構的彈性恢復力用于迫使所述預載連接件由所述第一位置移至所述第二位置。

11.根據權利要求10所述的機器蛙人，其特征在于：

所述預載用彈性機構為壓簧；所述緊拉驅動器包括套裝在所述壓簧外的套筒，固定安裝在所述套筒的一端上的限位端蓋板，及固定安裝在所述套筒的另一端上的止擋端蓋板；所述預載連接件為可移動地套裝在所述套筒內的環體；所述壓簧壓于所述止擋端蓋板與所述環體之間，所述止擋端蓋板上設有供所述形狀記憶合金絲可移動穿過的過絲孔；所述預載連接件抵靠所述限位端蓋板時，其位于所述第二位置上。