[發明專利]剛度可變復合材料、剛度可變系統及抓取設備

有效

• 申請號: 202210430026.4
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114752017B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 孫一博;張凱;漸南南;呂榮浩;伊繼烜
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C08F265/10
• 分類號: C08F265/10;C08F222/38;B65G47/90
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張博

本公開提供一種剛度可變復合材料，包括：第一材料制成的基材；以及第二材料制成的夾雜物；其中，夾雜物流經基材，在基材受到壓力的狀態下，夾雜物適用于與基材反應，用以改變基材的至少一部分受壓位置的剛度。在基材受到壓力的狀態下，由第一材料制成的基材與第二材料制成的夾雜物進行反應，以提升基材的至少一部分受壓位置的剛度，可提升該位置的耐磨性，可較為有效的提升與物品接觸位置的使用壽命。還提供一種剛度可變系統及抓取設備。

技術領域

本公開的至少一種實施例涉及一種剛度可變復合材料，尤其涉及一種剛度可變復合材料、剛度可變系統及抓取設備。

背景技術

抓取設備多依據與物品接觸部分的材料特性劃分為柔性抓取(在與物品接觸的部分采用柔性材料制成)或剛性抓取(在與物品接觸的部分采用硬質材料制成)兩種方式。柔性抓取方式中，抓取設備與物品的接觸部分多采用均質材料制成。

在實際應用的過程中，由于所抓取的物品不同，抓取設備在工作過程中所發生磨損的位置多集中于與物品接觸的局部區域，均質材料無法在受力集中的局部區域形成較高的剛度，進而導致一旦與物品接觸的局部區域的磨損較為嚴重，就需整體更換均質材料，以使得柔性材料的使用壽命較短。

發明內容

針對于現有的技術問題，本發明提供一種剛度可變復合材料、剛度可變系統及抓取設備，用于至少部分解決以上技術問題。

本公開的一方面提供一種剛度可變復合材料，包括：第一材料制成的基材；以及第二材料制成的夾雜物；其中，所述夾雜物流經所述基材，在所述基材受到壓力的狀態下，所述夾雜物適用于與所述基材反應，用以改變所述基材的至少一部分受壓位置的剛度。

在一種示意性的實施例中，所述基材內形成導流腔，適用于引導所述夾雜物流經所述基材。

在一種示意性的實施例中，所述導流腔被構造成網狀結構，沿所述基材的長度和/或寬度方向設置。

在一種示意性的實施例中，所述導流腔包括：多個經線腔，沿所述基材的寬度方向設置；多個緯線腔，沿所述基材的長度方向設置，每個所述緯線腔與至少一部分所述經線腔連通；進液口，形成于所述經線腔和/或緯線腔上，適用于引導所述夾雜物流入所述導流腔；以及出液口，形成于所述經線腔和/或緯線腔上，適用于引導所述夾雜物流出所述導流腔。

在一種示意性的實施例中，所述第一材料包括以聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉作為第一網絡單體制成的雙網絡水凝膠。

在一種示意性的實施例中，所述第二材料包括以2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸鈉鹽及以N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯劑的水溶液；其中，在所述基材受到壓力的狀態下，所述夾雜物適用于與所述基材反應以形成更多的雙網絡水凝膠，用以提升所述基材的受壓位置的剛度。

本公開的一方面還提供一種剛度可變系統，包括：由剛度可變復合材料制成的基材層；感應組件，設置于所述基材層的第一面，適用于檢測由與所述第一面向背的基材層的第二面向所述第一面施加的壓力；以及循環組件，和導流腔連通并與所述感應組件通訊連接，適用于依據所述感應組件檢測的壓力調節流入所述導流腔的夾雜物的濃度、壓力及流量中的至少一種。

在一種示意性的實施例中，所述感應組件包括電阻式壓力傳感器。

在一種示意性的實施例中，所述循環組件包括：儲液單元，適用于存儲所述夾雜物，所述儲液單元的進液端及出液端分別和所述導流腔導通；液泵單元，和所述儲液單元連通，適用于將所述夾雜物輸入或抽出所述導流腔；以及控制單元，和所述感應組件及儲液單元和/或液泵單元通訊連接，適用于采集所述感應組件輸出的信號，并依據所述信號控制所述儲液單元和/或液泵單元，用以將所述夾雜物輸入所述導流腔。

本公開的一方面還提供一種抓取設備，包括：多個手指部；以及所述的剛度可變復合材料形成的設置于至少一部分所述手指部用于和物品接觸的表面的基材層。