[发明专利]一种多腔式软体抓手的制作方法

说明书

本发明公开了一种多腔式软体抓手的制作方法，首先设计出多腔式软体抓手的结构和确定其材料；根据结构设计出对应灌注模具的结构，通过3D打印技术获得模具实体；选择与多腔式软体抓手的高分子材料熔点不同的模芯的材料，通过3D打印技术获得模芯模具；将模具摆放好将高分子材料溶液灌注到模具之中，取出软体抓手最后模芯融化形成内部空腔。本发明提供的软体抓手制作方法总体结构紧凑、成本较低、对材料和制作工具的要求不高。软体抓手性能稳定，可持续工作，适应能力强不易损坏。打破了传统的应用粘连和整体3D打印方法的局限，并且除了气动式方法还可以用液压的方式来实现抓手的功能。未来可以更多应用于各种软体结构的制作流程。

技术领域

本发明涉及软体机器人技术领域，尤其涉及基于整体灌注成型的多腔式软体抓手的设计。

背景技术

近年来，随着机器人技术的不断发展和人工智能的出现，机器人应用到生活的各个方面。传统的刚性机器人虽然承载能力较大，但在面临复杂的操作环境和复杂的操作对象时，由于适应性差、操作对象单一等缺点，已经无法满足生产生活的需求。由科学家们开始关注大自然中软体生物的研究，软体机器人逐渐进入大众的视野，它们能够根据外界环境而产生相应的变形，并且软体机器人的主体部分和执行部分均由高分子弹性柔性材料组成，适应性强，可以在复杂多变的工作环境中利用其柔顺性来适应不同的环境和工作任务，有效地弥补了刚性机器人的缺陷，所以软体机器人的研究工作成为了近年来的工业热点。因为抓手是软体机器人的执行装置，作为核心构件，其制作方法是保证软体机器人高效工作的先决条件。而现有的硅胶软体抓手制作通常用3D打印或者粘连的方法，3D打印存在成本高、工时长的软肋并且对制作材料的要求很高，粘连的方法虽然简单但无法保证工件精度，并且对于硅胶材料操作困难。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，提供一种简单、可靠的软体抓手的制作方法，以解决现有软体机器人抓手制作工艺复杂，工时长的问题，既可以保证工件的高性能，又能在制作流程方面节省成本。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种多腔式软体抓手，其结构由主体部分和执行部分构成。

所述主体部分由实心的限制层底座构成。

所述执行部分为上腔体，形状为波纹状，内部形成空腔。

所述主体部分和执行部分均由高分子弹性柔软材料组成。

所述材料包括：树脂材料、橡胶材料、硅胶材料等。

当上腔体的空腔口通入液压或气压的时候，上腔体带有波纹结构的抓身就会膨胀伸长，但是由于下方限制层底座为实心结构，拉伸变形较小，故限制上腔体的伸长，从而产生限制向限制层一侧的弯曲，实现多腔式软体抓手的抓举动作。

多腔式软体抓手能够根据外界环境产生相应的变形，从而有很强的适应性。多腔式软体抓手理论上具有无限多自由度，具有连续变形的能力，可以通过控制系统末端执行器达到空间内任意一点。

一种多腔式软体抓手的制作方法，采用整体灌注式结构设计的设计方案。首先设计出多腔式软体抓手的结构和确定其材料；根据结构设计出对应灌注模具的结构，通过3D打印技术获得模具实体；选择与多腔式软体抓手的高分子材料熔点不同的模芯的材料，通过3D打印技术获得模芯模具；将模具摆放好将高分子材料溶液灌注到模具之中，取出软体抓手最后模芯融化形成内部空腔。

本发明的发明人提出一种多腔式软体抓手的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：设计多腔式软体抓手的整体结构和内腔布局。

步骤2：选择合适的高分子材料。

步骤3：设计灌注模具、模芯、模芯模具。

步骤4：灌注成型、融化模芯。