[发明专利]一种可变刚度的双层气动螺旋软体执行器

权利要求书

1.一种可变刚度的双层气动螺旋软体执行器，其特征在于：软体执行器包括气动软体执行器本体(1)、导气管(4)、变刚度模块；导气管(4)固定安装在气动软体执行器本体(1)的端部，变刚度模块固定安装在气动软体执行器本体(1)的底部；软体执行器通过导气管(4)与外辅助装置相连，外辅助装置用于提供和控制软体执行器螺旋变形所需的气压，软体执行器通过变刚度模块与温度控制装置电连接，温度控制装置用于控制影响软体执行器刚度的温度。

2.根据权利要求1所述的一种可变刚度的双层气动螺旋软体执行器，其特征在于：所述气动软体执行器本体(1)顶面沿自身长度方向等间隔地开设有多个条形槽，各个条形槽之间平行设置且每个条形槽均沿非垂直地倾斜于气动软体执行器本体(1)的自身长度方向布置，各个条形槽不贯穿于气动软体执行器本体(1)的底面，通过各个条形槽将气动软体执行器本体(1)分隔为多个腔体块，每个腔体块内设有气腔，各个腔体块内的气腔在气动软体执行器本体(1)底部连通，从而使得各个腔体块内的气腔构成倾斜的梳齿形气腔，梳齿形气腔的充气放气来驱动软体执行器发生螺旋变形。

3.根据权利要求1所述的一种可变刚度的双层气动螺旋软体执行器，其特征在于：

所述变刚度模块包括上硅树脂层(2)、下硅树脂层(3)、热塑性复合材料层(6)、热敏电阻(7)和加热层(5)；上硅树脂层(2)的上表面与气动软体执行器本体(1)的底部固定连接，由上硅树脂层(2)和下硅树脂层(3)组成中间设置有空隙的一体硅树脂结构，一体硅树脂结构中间的空隙中设置有上下层叠布置的加热层(5)和热塑性复合材料层(6)，加热层(5)固定安装在热塑性复合材料层(6)上，下硅树脂层(3)和热塑性复合材料层(6)之间设置有热敏电阻(7)，热敏电阻(7)通过导线与温度控制装置电连接。

4.根据权利要求2所述的一种可变刚度的双层气动螺旋软体执行器，其特征在于：相邻的所述条形槽之间的间隔按需求设置。

5.根据权利要求2所述的一种可变刚度的双层气动螺旋软体执行器，其特征在于：所述气动软体执行器本体(1)利用硅胶浇注而成或者将TPU材料利用3D打印方式制造而成。

6.根据权利要求3所述的一种可变刚度的双层气动螺旋软体执行器，其特征在于：所述热塑性复合材料层(6)由聚己内酯和炭黑制备而成，其中聚己内酯的摩尔质量为88.4kg/mol，聚己内酯与炭黑的质量比为8:2。

7.根据权利要求3所述的一种可变刚度的双层气动螺旋软体执行器，其特征在于：所述加热层(5)具体为柔性镀铜聚酰亚胺经过激光切割后形成蛇形排列镀铜聚酰亚胺加热线，镀铜聚酰亚胺加热线的两端焊接导线，镀铜聚酰亚胺加热线镀铜的一面朝上，镀铜聚酰亚胺加热线没有镀铜的一面紧贴在所述热塑性复合材料层(6)的上表面，镀铜聚酰亚胺加热线通入电流后产生均匀的焦耳热。

8.根据权利要求3所述的一种可变刚度的双层气动螺旋软体执行器，其特征在于：所述变刚度模块紧贴在所述气动软体执行器本体的底部。