[发明专利]一种仿生竹节式软体致动器

说明书

本发明公开一种仿生竹节式软体致动器，所述仿生竹节式软体致动器包括致动器主体，包括若干波峰模块、若干波谷模块及驱动腔体，若干所述波峰模块、若干所述波谷模块沿所述致动器主体的轴向方向交替设置，所述驱动腔体沿所述致动器主体的轴向分布；内竹节筋模块，设置于所述驱动腔体中，所述内竹节筋模块包括若干第一内周向筋；每个所述第一内周向筋沿一所述波峰模块的周向内轮廓布置。本发明的仿生竹节式软体致动器，通过在软体致动器的波峰模块的周向内轮廓布置上设置内竹节筋模块，可以明显提升软体致动器的抗压性能以及抗拉性能，提升该软体致动器的承载性能，限制软体致动器的径向膨胀。

技术领域

本发明涉及软体机器人技术领域，特别是涉及一种用于软体机器人的仿生竹节式软体致动器。

背景技术

软体致动器是根据仿生学研制出的一种柔性致动器，具有柔韧性高、质量轻、反应迅速、抗压和抗拉能力强、安全性高、使用寿命长等优点。在机器人软体抓手、医疗辅助康复手套以及一些仿生物品的研究上广泛应用。软体致动器的性能直接决定软体机器人的整体性能。

现阶段的软体致动器具有如下的结构特点：软体致动器的主体一般由弹性材料或者塑性材料制成，软体致动器的内部留有腔体。人们一般把输入腔体的流体作为软体致动器的驱动源，可以实现软体致动器的伸长、收缩、上下弯曲以及扭转等运动。软体致动器的构型多是来源于自然界的动植物，其截面可以是圆形、椭圆形或者方形。

但是由于软体致动器材料自身固有的性质以及人们设计和制造手段的不足，软体致动器普遍存在负载能力低、径向膨胀较大、整体刚度较低、受正压驱动时径向膨胀过大以及受负压驱动时软体致动器的腔体容易形成吸瘪状态的缺点，所以这也成为了软体致动器在一些领域的应用上必须要解决的难题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种软体致动器，用于解决现有技术中的软体致动器负载能力低、径向膨胀较大以及整体刚度较低、受正压驱动时径向膨胀过大以及受负压驱动时软体致动器的腔体容易形成吸瘪状态的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种软体致动器，包括：

致动器主体，包括若干波峰模块、若干波谷模块及驱动腔体，若干所述波峰模块、若干所述波谷模块沿所述致动器主体的轴向方向交替设置，所述驱动腔体沿所述致动器主体的轴向分布；

内竹节筋模块，设置于所述驱动腔体中，所述内竹节筋模块包括若干第一内周向筋；每个所述第一内周向筋沿一所述波峰模块的周向内轮廓布置。

在本发明的一可选实施例中，所述致动器主体为弹性软体致动器主体；所述竹节筋模块为弹性软体竹节筋模块。

在本发明的一可选实施例中，所述致动器主体与所述竹节筋模块为一体成型结构。

在本发明的一可选实施例中，所述第一内周向筋覆盖所述波峰模块的周向内轮廓的部分或全部。

在本发明的一可选实施例中，沿所述波峰模块的内周向轮廓，所述第一内周向筋的厚度一致或不一致。

在本发明的一可选实施例中，所述内竹节筋模块还包括若干第二内周向筋；每个所述第二内周向筋一所述波谷模块的周向内轮廓布置。

在本发明的一可选实施例中，所述第二内周向筋覆盖所述波谷模块的周向内轮廓的部分或全部。

在本发明的一可选实施例中，所述仿生竹节式软体致动器还包括轴向筋模块，所述轴向筋模块包括沿所述致动器主体的轴向方向间隔设置的若干轴向筋板，每个所述轴向筋板连接于相邻的两个所述波峰模块之间。

在本发明的一可选实施例中，所述仿生竹节式软体致动器还包括外竹节筋模块，所述外竹节筋模块包括若干外周向筋，每个所述外周向筋沿所述波峰模块或所述波谷模块的周向外轮廓布置。