[发明专利]一种3D打印水凝胶的应用、仿生粘附器件

说明书

本发明涉及粘附器件技术领域，尤其涉及一种3D打印水凝胶的应用、仿生粘附器件。本发明提供了一种3D打印水凝胶在制备仿生粘附器件中的应用。本发明基于水凝胶独特的柔软、湿滑、刺激响应、生物兼容以及物质输运交换等理化性能以及其在制备仿生粘附器件时精度更高，设计性更好，粘附力更高的优势，受章鱼吸盘的特征结构启发进行仿生结构设计，通过3D打印水凝胶构筑仿生粘附器件。本发明所述的仿生粘附器件具有独特的水环境适应性，具有良好的耐压性能，优异的力学性能；同时可以实现不同的结构和不同的驱动方式，满足多种使用条件。

技术领域

本发明涉及粘附器件技术领域，尤其涉及一种3D打印水凝胶的应用、仿生粘附器件。

背景技术

目前，无论是在工业生产还是在日常生活中，粘附器件都有这广泛的应用前景及强大的市场潜力，包括高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备及农机装备在内的先进机械设备制造领域，均迫切需要我们研制出性能更好的粘附器件来实现更加稳定的自动化生产及安全生产。整体而言，粘附器件相关产业正处在一个良好的发展阶段中，已经成为一个研究和发展的热点行业。

而目前发展仿生粘附器件的主要设计来源主要是以聚氨酯橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶等作为基体材料，利用模板浇筑的方式制备仿生机械粘附吸盘器件。上述基体材料形成差，制备方法精度差，难以得到力学性能好、粘附力强的粘附器件，严重制约了仿生高精度机械粘附器件的实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印水凝胶的应用、仿生粘附器件，所述3D打印水凝胶的用于制备仿生粘附器件时成型好、力学性能好和精度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种3D打印水凝胶在制备仿生粘附器件中的应用。

优选的，所述3D打印水凝胶的拉伸强度为1～20MPa，断裂伸长率为400～1000％。

本发明还提供了一种仿生粘附器件，所述仿生粘附器件包括手动仿生水凝胶粘附器件、气动仿生水凝胶粘附器件或智能驱动仿生粘附器件；

所述手动仿生水凝胶粘附器件、气动仿生水凝胶粘附器件或智能驱动仿生粘附器件均包括水凝胶粘附结构；

所述水凝胶粘附结构通过光固化3D打印的方法制备得到。

优选的，所述手动仿生水凝胶粘附器件包括水凝胶粘附结构、夹具和夹具固定套；所述水凝胶粘附结构和夹具通过夹具固定套连接；

所述水凝胶粘附结构为水凝胶粘附吸盘。

优选的，所述气动仿生水凝胶粘附器件包括水凝胶粘附结构、气缸、驱动控制板和硅胶管；

所述水凝胶粘附结构为水凝胶章鱼粘附触手；

所述水凝胶粘附结构和气缸通过硅胶管连接；所述驱动控制板与所述气缸电连。

优选的，所述智能驱动仿生粘附器件包括远程控制单元和水凝胶粘附结构；

所述水凝胶粘附结构包括刺激响应单元和驱动单元；

所述刺激响应单元位于所述驱动单元的内部。

优选的，所述水凝胶粘附结构的制备方法，包括以下步骤：

提供3D打印水凝胶墨水；

按照所述水凝胶粘附结构的结构，将所述3D打印水凝胶墨水进行光固化3D打印，得到所述水凝胶粘附结构。

优选的，所述水凝胶粘附结构的制备方法，包括以下步骤：

提供3D打印水凝胶墨水；