[发明专利]一种非牛顿流体气动软体触手及其成型方法

说明书

本发明公开一种非牛顿流体气动软体触手及其成型方法，其中该装置由触手以及底盘组件构成。触手上部分为凹凸结构的应变层致动腔体，中间部分为应变限制层，下部为带有隔板的长方体阻尼腔体，上中部分之间为气体空腔，中下部分之间为非牛顿流体，当致动腔体内冲入气压时，由于中间应变限制层部分的应变要比上部分致动腔体单元的应变要小，因此触手向应变限制层侧弯曲，同时带动下部分阻尼腔体单元弯曲，因此阻尼腔体单元内密封的非牛顿流体受到剪切应力。非牛顿流体粘度随剪切速率发生改变，从而产生阻尼，使得触手在受到外界干扰的弯曲过程中出现的不稳定现象得以消除。并能够在复杂环境中进行稳定控制，从而有效的完成目标动作。

技术领域

本发明涉及气动软体机械手技术领域，特别是涉及一种非牛顿流体气动软体触手及其成型方法。

背景技术

随着工业自动化的不断发展，机械手作为自动化装备中极为重要的一种装置，它的多样性也在不断地发展。目前，气动软体机械手成为行业内研究的热点。气动软体机械手不仅结构简单，价格低廉，而且具有很好的柔韧性，对抓取目标几乎没有伤害。但目前气动软体机械手由于是气动供给动力外加自身为软体结构，所以多数应用在环境比较良好的环境中。大部分气动软体触手在工作过程中自身刚度不能够控制。在抓取目标过程中假如遇到外界突发情况，触手受外界较大的干扰时，自身稳定性很难去保障。在一些环境相对恶劣，情况比较复杂的场合，气动软体机械手还是很难去保持稳定的控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种非牛顿流体气动软体触手及其成型方法，可以让软体触手在工作过程中一方面能够继续保留自身软的特性，另一方面能够在复杂环境下进行相对稳定的工作，具有一定的抗干扰能力。本发明设计的非牛顿流体气动软体触手结构简单，制作价格低廉、工作时稳定性强，易于控制，可靠性高。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种非牛顿流体气动软体触手，包括三个触手和底盘组件，三个触手均布安装在所述底盘组件的底面上；

所述触手包括上部分致动腔体单元、中间应变限制层、下部分阻尼腔体单元以及非牛顿流体，所述上部分致动腔体单元的一端开设有与导气管相连的气孔，所述上部分致动腔体单元与中间应变限制层粘合连接后形成空腔，所述中间应变限制层的另一面与所述下部分阻尼腔体单元粘合形成封闭结构，该封闭结构内部注满所述非牛顿流体，所述非牛顿流体为淀粉与水按2:1的质量混合而成；

所述底盘组件包括中部开设有三通道的圆筒、底盘、水平固定气管的长方形通道、固定触手的固定架和卡环，与三个所述触手连通的三根导气管的另一端依次经过所述卡环、固定架、底盘和长方形通道最后由所述圆筒固定在一起并与驱动装置相连。

进一步地，所述上部分致动腔体单元包括多个中空的半圆片，并排连接的多个所述半圆片的中间连通设置有与所述气孔连接的气道，所述半圆片的中空腔体为气腔；所述上部分致动腔体单元为硅胶材质，且各个所述半圆片之间留有间隙。

进一步地，所述中间应变限制层的材质为硅胶，所述中间应变限制层呈连续的非字型，且所述中间应变限制层与所述上部分致动腔体单元的内侧面完全贴合。

进一步地，所述下部分阻尼腔体单元包括侧翼和带有隔板的长方体空间，所述长方体空间被隔板均匀的划分为多个空腔，所述非牛顿流体容置于各个空腔中，所述长方体空间的两侧一体连接有所述侧翼，所述侧翼的形状与所述中间应变限制层的非字型侧翼相贴合；所述下部分阻尼腔体单元的材质也为硅胶。

本发明还提供一种非牛顿流体气动软体触手的成型方法，应用于上述的非牛顿流体气动软体触手，包括上部分致动腔体单元成型、中间应变限制层成型、下部分阻尼腔体单元成型和触手的合模成型，