[发明专利]一种具有自感知功能的柔性智能吸附装置及其制备方法

权利要求书

1.一种具有自感知功能的柔性智能吸附装置，其特征在于：包括吸附部件、自感知部件(1)和驱动部件，其中所述吸附部件包括基体(3)和若干吸盘(12)，所述吸盘(12)的非吸附端与基体(3)固定连接，在所述基体(3)上设置有凹槽；所述凹槽内设置自感知部件(1)，自感知部件(1)包括感知保护层(14)和导电层(15)，靠近凹槽槽壁为感知保护层(14)，感知保护层(14)上为导电层(15)；所述驱动部件包括气压驱动接口(11)，所述气压驱动接口(11)设置在吸盘(12)的非吸附端；

吸附部件和自感知部件(1)呈间隔式一体化分布，即在所述吸附部件阵列吸盘(12)中间嵌有自感知部件(1)，自感知部件(1)本身不仅能作为电阻式传感器，在空间中也可作为变极距式电容式传感器；两个自感知部件(1)分别为两个单独的电阻式传感器，每个导电层(15)都有一个电阻信号接线端子(16)和电容信号接线端子(17)，黏附吸盘的形变和感知部件本身的形变会导致自感知部件的变形从而导致其电阻的变化，同时由两个自感知部件(1)充当电容的两个电极构成的电容在其电极结构发生形变的同时，其电容值也会发生变化，自适应控制模块接收到电阻变换信息和电容变化信息判断吸附结构是否贴紧物体表面和判断吸附行为是否有效。

2.根据权利要求1所述一种具有自感知功能的柔性智能吸附装置，其特征在于：所述吸盘(12)的非吸附端嵌入基体(3)内。

3.根据权利要求1所述一种具有自感知功能的柔性智能吸附装置，其特征在于：所述吸盘(12)呈阵列排列。

4.根据权利要求1所述一种具有自感知功能的柔性智能吸附装置，其特征在于：所述吸盘(12)的吸附端(2)设置为波纹管结构。

5.根据权利要求1所述一种具有自感知功能的柔性智能吸附装置，其特征在于：所述驱动部件还包括气压管道(13)，气压管道(13)一端与气压驱动接口(11)连接，另一端外接真空发生器。

6.根据权利要求1-5任一项所述一种具有自感知功能的柔性智能吸附装置，其特征在于：还包括与所述基体(3)固定连接的外壳(4)，外壳(4)上设置有机械臂连接头(5)。

7.根据权利要求6所述一种具有自感知功能的柔性智能吸附装置，其特征在于：在所述外壳(4)内设置自适应控制模块(10)。

8.一种制备权利要求1-5任一项所述具有自感知功能的柔性智能吸附装置的方法，其特征在于：吸附部件和自感知部件采用油墨直写打印一体化成形，包括以下步骤：

(1)自感知部件墨水配制：①分别按体积比40％称取银薄片或铁纳米线和聚氨酯于烧杯中，在烧杯中加入N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃溶剂，N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的体积比为1:4.5，使溶剂与聚氨酯质量比为10:1，②保持烧杯处于敞开状态，搅拌使上一步溶液均匀混合；③将配好的导电油墨溶液装入打印针筒中，待用；④取聚二甲基硅氧烷和聚氨酯于烧杯中，聚二甲基硅氧烷和聚氨酯的质量比为1:15，在烧杯中加入N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃溶剂，N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的体积比为1:4.5，使溶剂与聚氨酯质量比为10:1，重复②③步骤获得保护层油墨溶液；

(2)吸附部件墨水配制：①取50g聚氨酯于烧杯中，在烧杯中加入N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃溶剂，N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的体积比为1:4.5，使溶剂与聚氨酯质量比为10:1，②保持烧杯处于敞开状态，搅拌使上一步溶液均匀混合；③将配好的油墨溶液装入打印针筒中，待用；

(3)打印：采用以上步骤配制好的墨水分别进行吸附部件和自感知部件的打印。

9.根据权利要求8所述一种制备具有自感知功能的柔性智能吸附装置的方法，其特征在于：导电层的打印过程中设置针头内径为200μm，打印针头压力为1.6MPa，打印速度为1.5mm/s，利用打印针头移动的剪切力诱导银薄片或铁纳米线的取向，随蒸发流向上的托力促进了导电网络有序结构的形成。