[发明专利]具有可扩展制造性的相对的、可控的仿壁虎粘合式夹持器系统

说明书

提供了一种夹持器系统，包括：第一和第二线性托架；第一和第二仿壁虎粘合材料贴片，仿壁虎粘合材料贴片可以具有第一表面和第二表面；薄的刚性背衬，可以附着到仿壁虎粘合材料贴片的第二表面。至少一层不可延展的柔性膜，可以胶粘到薄的刚性背衬。厚的刚性背衬可以胶粘到膜。夹持器系统还可以包括加载膜。在其他实施例中，夹持器系统可以包括多个第一和第二支撑筋，其可以将仿壁虎粘合材料贴片连接到托架。

优先权

本申请根据美国法典35 U.S.C.§119(e)要求于2017年8月25日提交的申请号为62/550,378，名称为“具有可扩展制造性的相对的、可控的仿壁虎粘合式夹持器系统”的美国临时专利申请的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

背景技术

定向仿壁虎粘合式(gecko-adhesive)夹持器系统通常使用筋或者泡沫来加载粘合材料。纤维筋被布线以及胶粘到玻璃纤维背衬的角部上的三维预钻孔中，因此难以制造和扩展。这些筋仅沿优选的剪切方向(X轴线方向)附着到粘合材料模块(adhesive tile)，这优化了在X-Z平面(优选的，剪切方向-法线方向)的载荷，但是限制了在Y方向(横向剪切方向)上的载荷能力。例如，这种系统所得的X方向(优选的剪切方向)剪切能力通常比Y方向(横向剪切方向)的剪切能力大2-3倍。此外，玻璃纤维背衬难以制造和切割，特别是附着有粘合材料时。另外，泡沫可能导致在粘合材料贴片上的载荷不均匀，这可能降低整体粘合能力，并可能引起蠕变(creeping)问题。例如，当夹持器长时间保持在中等载荷下时，失效可能在整个粘合材料贴片中逐渐扩散，从而使得粘合能力与时间相关。通常放置在粘合材料顶部的泡沫也会产生额外的力矩载荷，该力矩载荷可能使粘合材料从表面剥离。以前的定向的和可控的仿壁虎粘合式夹持器由于复杂的设计以及需要大量的劳力，不可以扩展用于大批量生产。

对于定向的和可控的仿壁虎粘合式夹持器而言，存在如下所述的需求：其能够在所有剪切方向上处理等量的载荷，并且能够扩展用于大批量生产。与以前的可控仿壁虎夹持器系统相比，本申请的具有刚性背衬和三个不可延展的柔性膜件作为驱动元件的夹持器系统可以容易地扩展用于大批量生产，并具有更低的成本和更大的载荷能力。

发明内容

本申请提出了用于仿壁虎粘合式夹持器系统的新颖的和创新的系统。在一个实施例中，提供了一种夹持器系统，包括：第一线性托架；与第一线性托架间隔开的第二线性托架；具有第一表面和第二表面的第一仿壁虎粘合材料贴片，其中，第一表面由微楔结构(microwedge)可控粘合材料组成；具有第一表面和第二表面的第二仿壁虎粘合材料贴片，其中，第一表面由微楔结构可控粘合材料组成。夹持器系统还可以包括至少一个薄的刚性背衬，其附着到第一仿壁虎粘合材料贴片和第二仿壁虎粘合材料贴片的第二表面上；至少一层不可延展的正交柔性膜，胶粘到薄的刚性背衬；厚的刚性背衬胶粘到膜。

在另一实施例中，厚的刚性背衬还包括加载膜，加载膜连接到厚的刚性背衬，以及连接到第一线性托架和第二线性托架中的一个。在另一实施例中，厚的刚性背衬连接到第一线性托架和第二线性托架。在又一实施例中，第一线性托架和第二线性托架限制在线性轨道上并与弹簧连接。

在另一实施例中，夹持器系统还可以包括：多个第一支撑筋，连接到第一仿壁虎粘合材料贴片和第一线性托架；多个第二支撑筋，连接到第二仿壁虎粘合材料贴片和第二线性托架。在又一实施例中，夹持器系统还可以包括多个第三支撑筋，多个第三支撑筋中的至少一个连接到第一仿壁虎粘合材料贴片和载荷筋，多个第三支撑筋中的至少一个连接到第二粘合材料贴片和载荷筋。

在另一实施例中，第一仿壁虎粘合材料贴片的形状为矩形，多个第一支撑筋包括连接在第一仿壁虎粘合材料贴片的至少三个边缘的每一边缘与第一线性托架之间的支撑筋。第二仿壁虎粘合材料贴片的形状为矩形，多个第二支撑筋包括连接在第二仿壁虎粘合材料贴片的至少三个边缘的每一边缘与第二线性托架之间的支撑筋。在又一实施例中，当夹持器系统不负载时，多个第一支撑筋和多个第二支撑筋是绷紧的，多个第三支撑筋是松弛的。