[发明专利]可变刚度致动器

权利要求书

1.一种可变刚度致动器，其适用于软体机器人的末端操作执行机构，所述可变刚度致动器包括：

折纸结构，其包括多个层叠的折纸层，所述多个层叠的折纸层由片状物折叠而成，所述片状物围绕所述折纸结构的中心轴构成所述折纸结构的侧壁，所述多个层叠的折纸层适于相对彼此挤压和拉伸，以致所述折纸结构单向可伸缩；

顶部端板，其固定连接至所述折纸结构的顶端；

底部端板，其固定连接至所述折纸结构的底端，所述顶部端板、所述底部端板和所述折纸结构的侧壁界定一折纸腔道，并且所述底部端板开设有通孔；

气动管道，其一端穿过所述通孔与所述折纸腔道流体连通，其另一端连接至气体源；

弹性薄膜，其包裹在所述顶部端板、所述底部端板和所述折纸结构的外表面形成气密密封；

其中，所述气体源适于通过所述气动管道向所述折纸腔道排入气体，使得所述折纸腔道处于正压状态，从而伸展所述折纸结构；所述气体源还适于通过所述气动管道抽走所述折纸腔道中的气体，使得所述折纸腔道处于负压状态，从而压缩或弯曲所述折纸结构。

2.根据权利要求1所述的可变刚度致动器，其特征在于，所述可变刚度致动器还包括：致动气室，其与所述折纸结构同轴地放置在所述折纸腔内，并且两端分别固定连接至所述顶部端板和底部端板，所述气动管道穿过所述通孔的一端连接至所述致动气室，所述致动气室适于可操作地在体积膨胀状态和体积收缩状态之间渐变切换。

3.根据权利要求2所述的可变刚度致动器，其特征在于，所述可变刚度致动器还包括多个所述致动气室，以及与多个所述致动气室相对应的多个所述气动管道，所述多个致动气室适于可操作地处于不同体积膨胀状态或体积收缩状态，以致所述折纸结构可弯曲。

4.根据权利要求1所述的可变刚度致动器，其特征在于，所述片状物由合成纸质材料构成。

5.根据权利要求1所述的可变刚度致动器，其特征在于，所述片状物包括堆叠的多层纸。

6.根据权利要求1所述的可变刚度致动器，其特征在于，所述弹性薄膜由弹性软硅胶材料构成。

7.根据权利要求1所述的可变刚度致动器，其特征在于，所述气体源为气动隔膜泵。

8.一种软体机器人，其包括至少一个根据以上任意一项权利要求所述的可变刚度致动器。