[发明专利]一种柔性抓捕机构

说明书

本发明涉及目标抓捕技术领域，具体公开一种柔性抓捕机构，具体包括柔性囊器件、相变磁流变材料、表面微结构、电磁铁、加热结构、活塞结构及支撑结构；所述相变磁流变材料填充于所述柔性囊器件的内部；所述表面微结构设置于所述柔性囊器件的上端外表面；所述加热结构设置于所述柔性囊器件的内部；所述活塞结构设置于所述柔性囊器件的下端，可沿所述柔性囊器件的上下端方向轴向运动；所述支撑结构用于支撑所述柔性囊器件；通过所述活塞结构与所述支撑结构将所述柔性囊器件密封。本发明提供一种新型抓捕机构，可有效的针对不同形状、表面及运动特性的抓捕目标实施抓捕。

技术领域

本发明涉及目标抓捕技术领域，特别涉及一种柔性抓捕机构。

背景技术

目前特种环境下对所探索目标的抓捕成功率是完成探索任务的重要保证。传统接触式操控受限于接触方法，对连接目标的结构与表面特性有着严格的要求，无法满足对未知目标(表面特性未知、运动特性未知、惯量参数未知)的操控需求。因此开展不依赖于目标特性的柔性抓捕机构的研究，解决针对不同表面特性(粗糙度、结构特性)、不同运动特性、可变惯量特性目标的稳定抓捕问题，有着非常重要的工程意义。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种新型柔性抓捕机构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种柔性抓捕机构，所述柔性抓捕机构包括柔性囊器件、相变磁流变材料、表面微结构、电磁铁、加热结构、活塞结构及支撑结构；所述相变磁流变材料填充于所述柔性囊器件的内部；所述表面微结构设置于所述柔性囊器件的上端外表面；所述加热结构设置于所述柔性囊器件的内部；所述活塞结构设置于所述柔性囊器件的下端，可沿所述柔性囊器件的上下端方向轴向运动；所述支撑结构用于支撑所述柔性囊器件；通过所述活塞结构与所述支撑结构将所述柔性囊器件密封。

一些实施例中，所述相变磁流变材料具有温度相变效应，可根据温度变化而发生固态与液态的相互转换，最低相变温度大于等于20℃。

一些实施例中，所述柔性囊器件的上端包括半球部，所述表面微结构设置于所述半球部的外表面。

一些实施例中，所述柔性囊器件的材质为柔性材料。

一些实施例中，所述柔性囊器件的材质为弹性模量大于1MPa，伸展率大于50％的橡胶类材料。

一些实施例中，所述表面微结构包括具有微纤维阵列结构的仿生柔性薄膜。

一些实施例中，所述微纤维的尺度为微米量级。

一些实施例中，所述电磁铁为多个，多个电磁铁分布于所述柔性囊器件的外表面四周。

一些实施例中，所述加热结构为加热棒，所述加热棒安装于所述支撑结构上，被所述相变磁流变材料包围。

一些实施例中，所述加热棒为多个。

本发明的有益效果在于：本发明通过在囊器件内部填充相变磁流变材料，利用相变磁流变材料的磁流变效应，可在抓捕过程中快速响应并改变材料刚度提高抓捕力；利用相变磁流变材料的温度相变效应，抓捕过程中提高温度场降低刚度，在抓捕结束后降低温度场提高刚度增加抓捕力同时可降低能耗。同时，本发明通过在柔性囊器件上粘贴表面微结构，微结构在微观尺度下产生范德华力，从而可以对与其接触的抓捕目标表面产生粘附力；通过下端的活塞机构的轴向运动，对流体状态下的相变磁流变材料进行挤压，从而实现从目标表面的脱离。本发明的柔性抓捕机构可有效的针对不同形状、表面及运动特性的抓捕目标实施抓捕。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的柔性抓捕机构的结构示意图。

图2为根据本发明一个实施例的柔性抓捕机构工作过程的结构示意图。

附图标记：