[发明专利]一种软体可变拉伸刚度机构

说明书

本说明书一个或多个实施例提供一种软体可变拉伸刚度机构，包括：驱动内芯单元，包含驱动层、包覆层及气管头；变刚度结构单元，包含若干弹性纤维丝、密封薄膜、顶部端盖、底部端盖及气管头。本说明书的机构能够提高整体机构的拉伸刚度，具备拉伸刚度可变、刚度连续快速可调等优点，解决了现有软体变刚度方法在拉伸刚度变化方面的缺失。本发明将连续变拉伸刚度技术引入到软体领域，为提高软体承载力和输出力提供新的思路。

技术领域

本说明书一个或多个实例涉及软体机器人技术领域，涉及软体变拉伸刚度领域。

背景技术

软体机器人发展迅速，在医疗、康复、仿生等领域有大量应用。然而，其固有的低刚度特性限制了其承载力与输出力。目前，现有的软体机器人变刚度方法大多针对弯曲刚度变化，对于拉伸刚度的增强鲜有提及。另外，现有变刚度方法大多只能实现软和硬两种刚度变化，难以兼顾快速、较大范围和连续的刚度变化。本发明提出的一种软体可变拉伸刚度机构，能够实现连续的拉伸刚度变化。

发明内容

鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种软体可变拉伸刚度机构，能够实现软体结构的快速连续的拉伸刚度变化，以解决上述背景技术中提到的问题。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种软体可变拉伸刚度机构，包括：驱动内芯单元和变刚度结构单元。

所述驱动内芯单元包括驱动层、包覆层及气管头，所述驱动层与气管头密封连接，所述包覆层呈圆周样包裹驱动层。

所述驱动层为圆柱状软体，中间为空腔；工作状态下，所述气管头接入外部气体向所述驱动层内充气，驱动层受气压作用向四周膨胀，所述包覆层限制驱动层径向膨胀，使驱动层呈轴向伸长运动，驱动内芯单元亦整体伸长。

所述变刚度结构单元包括若干弹性纤维丝、密封薄膜、顶部端盖、底部端盖和气管头，所述若干弹性纤维丝平均分为两部分，一部分沿圆周边连接顶部端盖，另一部分沿圆周边连接底部端盖，所述密封薄膜为弹性圆柱面，连接顶部端盖和底部端盖并与二端盖同心相切，所述顶部端盖与气管头连接，顶部端盖圆心有一孔。

所述弹性纤维丝的两部分恰好交错排列，所述密封薄膜为系统提供密闭环境，所述气管头可接入外部真空源；变刚度状态下，所述气管头接入外部真空源抽出空气，所述若干弹性纤维丝相互挤压阻塞构成整体弹簧，系统整体拉伸刚度大大提高。

所述驱动内芯单元可伸长和缩短，使所述弹性纤维丝之间接触面积发生变化，在该状态下抽真空，所述变刚度结构单元的刚度与变刚度状态的刚度不尽相同。

所述驱动内芯单元在内，所述变刚度结构单元在外，驱动内芯单元穿过顶部端盖中间孔，并与之连接。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的软体可变拉伸刚度机构，包括：驱动内芯单元，可整体伸长缩短；变刚度结构单元，可连续变化拉伸刚度。本说明书的机构将连续变拉伸刚度技术引入到软体领域，具有拉伸刚度可变、刚度连续可调等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一个或多个实施例的系统整体机构示意图。

图2为本说明书一个实施例的整体机构示意图。

图3为本说明书另一个实施例的整体机构示意图。

图4A、4B为本说明书一个或多个实施例的系统使用状态示意图。

具体实施方式