[发明专利]一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂

权利要求书

1.一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，包括气动旋转关节与可变刚度扭转 关节；

所述气动旋转关节包括旋转关节外壳，所述旋转关节外壳内部设置有限位器和旋转气囊；所述限位器包括限位销、第一限位片和第二限位片；所述第一限位片和第二限位片可转动的设置在所述限位销上构成一个旋转副；所述旋转气囊设置在所述第一限位片和第二限位片之间，且所述旋转气囊相对的两侧面分别与所述第一限位片和第二限位片固定连接；所述第一限位片和第二限位片远离所述旋转气囊的侧面上分别设有第一限位块和第二限位块；所述第一限位片与所述旋转关节外壳的内壁固定连接；所述限位销通过轴承固定在所述旋转关节外壳上；

所述可变刚度扭转关节包括核心刚度气囊、第一气囊和第二气囊；所述第一气囊和第二气囊在折叠出多个倾斜的第一褶皱与第二褶皱后通过超声波焊机的焊点点焊在所述核心刚度气囊相对的两侧面上，所述第二褶皱的面积大于第一褶皱的面积；所述可变刚度扭转关节的第一端与穿过所述旋转关节外壳上的通孔与所述第二限位片固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述旋转关节外壳的外壁与仿生壁虎机器人的大臂固定连接；所述可变刚度扭转关节的第二端与仿生壁虎机器人的脚掌连接。

3.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述第一限位块和第二限位块均包括固定件和活动件；所述固定件上设有凹槽，所述活动件的第一端嵌设在所述固定件上的凹槽内，所述凹槽的底面与所述固定件的第一端之间设有弹簧；所述固定件与所述第一限位片和第二限位片均通过螺栓固定连接；所述活动件为弧形件，且所述弧形件的圆心为所述限位销。

4.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述旋转气囊为四片纤维-TPU复合织物经超声波焊机焊接而成的V型气囊，所述V型气囊的两外侧面与所述第一限位片和第二限位片固定连接；所述纤维-TPU复合织物由布料与TPU经热压而成。

5.根据权利要求2所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述脚掌为仿生壁虎粘附脚掌，所述仿生壁虎粘附脚掌上设有粘附皮瓣，所述粘附皮瓣粘贴有仿生干性粘附材料，所述仿生干性粘附材料为仿壁虎刚毛的微纳米结构。

6.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述核心刚度气囊与第一气囊、第二气囊均由两片纤维-TPU复合织物经超声波焊机焊接而成；所述第一气囊和第二气囊上的第一褶皱、第二褶皱的倾斜方向与密集程度一致。

7.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述仿生壁虎气动小臂设有一条气路，所述旋转气囊、核心刚度气囊、第一气囊和第二气囊均与所述气路连通。

8.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述仿生壁虎气动小臂设有两条气路，分别为第一气路和第二气路；

所述核心刚度气囊、第一气囊和第二气囊均与所述第一气路连通，所述旋转气囊与所述第二气路连通。

9.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述仿生壁虎气动小臂设有三条气路，分别为第一气路、第二气路和第三气路；

所述第一气囊和第二气囊均与所述第一气路连通，所述核心刚度气囊与所述第二气路连通，所述旋转气囊与所述第三气路连通。

10.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述仿生壁虎气动小臂设有四条气路，所述核心刚度气囊，第一气囊和第二气囊、旋转气囊分别与四条所述气路一一连通。