[发明专利]一种多功能柔性执行器

权利要求书

1.一种多功能柔性执行器，其特征在于，柔性执行器包括执行器主体(1)、顶面(2)、底面(3)和硅胶管(4)，执行器主体(1)为圆环柱状结构，圆环柱状结构内部中空形成环形腔室，环形腔室内沿周向均布有八个大小相同且朝同一方向倾斜的气室，相邻气室(5)之间通过倾斜的挡板(5)相隔；顶面(2)和底面(3)分别密封连接到环形腔室的上下端面；环形腔室中的每个气室均插装有硅胶管(4)，硅胶管(4)下端插入腔室内，上端经顶面穿出后与外部气源相连；

外部气源对环形腔室中其中几个相邻气室抽真空后，相邻气室发生塌陷变形，执行器主体(1)朝塌陷方向弯曲；外部气源对环形腔室中所有气室抽真空，执行器主体(1)朝气室倾斜方向顺时针扭转或逆时针扭转。

2.根据权利要求1所述的一种多功能柔性执行器，其特征在于，

外部气源对右侧四个气室抽真空，执行器主体(1)右侧发生塌陷变形，右侧气室的顶面(2)与底面(3)之间的距离变近，执行器主体(1)整体向右倾斜；外部气源对左侧四个气室抽真空，执行器主体(1)左侧发生塌陷变形，执行器主体(1)整体向左倾斜；外部气源对前侧四个气室抽真空，执行器主体(1)前侧发生塌陷变形，执行器主体(1)整体向前倾斜；外部气源对后侧四个气室抽真空，执行器主体(1)后侧发生塌陷变形，执行器主体(1)整体向后倾斜。

3.根据权利要求1所述的一种多功能柔性执行器，其特征在于，柔性执行器包括顺时针柔性执行器和逆时针柔性执行器，顺时针柔性执行器中的所有气室朝顺时针方向倾斜，逆时针柔性执行器中的所有气室朝逆时针方向倾斜。

4.根据权利要求3所述的一种多功能柔性执行器，其特征在于，外部气源对环形腔室中所有气室抽真空，所有挡板(5)均朝倾斜方向塌陷，带动顶面(2)旋转的同时顶面(2)与底面(3)之间的距离变近，顺时针柔性执行器朝顺时针方向扭转，逆时针柔性执行器朝逆时针方向扭转；外部气源对环形腔室充气变成大气压后，顺时针柔性执行器朝逆时针方向扭转直至恢复原状，逆时针柔性执行器的执行器主体(2)朝顺时针方向扭转直至恢复原状。

5.一种多功能柔性机械臂，其特征在于，多功能柔性机械臂主要由多个权利要求1～4任一所述的柔性执行器上下对接组成，上下相邻的两个柔性执行器的挡板(5)倾斜方向相反且对接；通过控制柔性机械臂中柔性执行器的气室气压，实现柔性机械臂的伸缩运动、扭转运动、弯曲运动或组合运动。

6.根据权利要求5所述的一种多功能柔性机械臂，其特征在于，

伸缩运动：柔性机械臂中所有柔性执行器的所有气室同时接入负压，柔性执行器扭转的同时降低高度，上下相邻的两个柔性执行器扭转方向相反，相反方向的扭转运动在对接处抵消，整个机械臂向下收缩；柔性机械臂中所有柔性执行器的所有气室同时接入大气压，柔性执行器逐渐恢复原状，整个机械臂逐渐伸长；从而实现通过控制气室气压实现柔性机械臂的伸缩运动；

扭转运动：柔性机械臂中的所有顺时针柔性执行器的气室同时接入负压，整个机械臂沿顺时针方向转动；柔性机械臂中的所有逆时针柔性执行器的气室同时接入负压，整个机械臂沿逆时针方向转动；

弯曲运动：柔性机械臂中所有柔性执行器的左侧四个气室同时接入负压，整个机械臂向左弯曲；柔性机械臂中所有柔性执行器的右侧四个气室同时接入负压，整个机械臂向右弯曲；柔性机械臂中所有柔性执行器的前侧四个气室同时接入负压，整个机械臂向前弯曲；柔性机械臂中所有柔性执行器的后侧四个气室同时接入负压，整个机械臂向后弯曲；

组合运动：通过单独控制每个柔性执行器的气室气压，使整个柔性机械臂呈现出伸缩、扭转和弯曲的复合运动，且均通过改变气室压强调节伸缩量、扭转角度和弯曲角度。

7.根据权利要求6所述的一种多功能柔性机械臂，其特征在于，对于弯曲运动，驱动任意指定方向的多个相邻气室，机械臂朝指定方向弯曲。