[发明专利]一种能够逐级弯曲的软体抓手及其制备方法

权利要求书

1.一种能够逐级弯曲的软体抓手，包括抓手集成件(1)，软体单指(2)和单指连接件(3)，所述软体单指(2)通过单指连接件(3)安装在抓手集成件(1)上，其特征在于，所述软体单指(2)上设有复合人工肌肉(5)，通过复合人工肌肉(5)通电收缩实现弯曲及对物体的抓取，所述复合人工肌肉(5)由尼龙和氨纶纤维捻卷后热定型制成。

2.根据权利要求1所述的能够逐级弯曲的软体抓手，其特征在于，每根所述复合人工肌肉(5)上都缠绕有两根铜导线，分别用于连接外部电源的正负极。

3.根据权利要求1所述的能够逐级弯曲的软体抓手，其特征在于，每根所述软体单指(2)上有若干软体关节，每个软体关节之间均设有复合人工肌肉(5)，所述复合人工肌肉(5)与软体关节之间通过导电凝胶相连接。

4.根据权利要求1所述的能够逐级弯曲的软体抓手，其特征在于，所述软体抓手至少包含三根软体单指(2)。

5.根据权利要求1所述的能够逐级弯曲的软体抓手，其特征在于，每根所述软体单指(2)至少包括六个软体关节，每个软体关节之间至少设有两根复合人工肌肉(5)。

6.根据权利要求1所述的能够逐级弯曲的软体抓手，其特征在于，所述复合人工肌肉(5)围绕抓手集成件(1)的几何中心周向均布排列。

7.根据权利要求1所述的能够逐级弯曲的软体抓手，其特征在于，所述抓手集成件(1)上开有单指安装孔(101)和螺栓孔(102)，所述软体单指(2)穿过单指安装孔(101)并与单指连接件(3)通过螺栓经螺栓孔固定。

8.根据权利要求1所述的能够逐级弯曲的软体抓手，其特征在于，所述软体抓手还包括设置于软体单指(2)末端，用于将复合人工肌肉(5)封闭在手指末端的端盖(4)，所述端盖(4)两侧开有散热孔，所述端盖(4)与软体单指(2)以胶合方式连接。

9.根据权利要求1所述的能够逐级弯曲的软体抓手，其特征在于，所述端盖(4)、单指连接件(3)和抓手集成件(1)上开有在软体抓手未通电状态时为同心的通孔，用于穿过外部电源的电源线。

10.一种如权利要求所述的能够逐级弯曲的软体抓手的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备复合人工肌肉：将氨纶纤维预拉伸，预拉伸后的氨纶纤维与尼龙的一端固定，另一端与电机连接，启动电机带动纤维至氨纶纤维完全缠绕至尼龙纤维上，形成复合纤维，将固定端取下并悬挂配重，继续旋转电机至结构呈完全卷绕状，将复合纤维取下并将两端固定，用至少170度的温度加热至少三十分钟，使其热定型，最后将铜导线缠绕至复合纤维上；

(2)采用PLA材料通过3D打印制备抓手集成件、端盖和单指连接件；

(3)采用PU材料通过3D打印制备软体单指；

(4)在软体单指关节之间安装复合人工肌肉，将端盖粘接至软体单指末端。