[发明专利]一种对TBM刀具磨损状态检测的软体末端执行器

权利要求书

1.一种对TBM刀具磨损状态检测的软体末端执行器，其特征在于，所述的对TBM刀具磨损状态检测的软体末端执行器包括软体末端执行器连接座(1)、软体末端执行器机体(2)、光源(3)、探测头(4)、微型摄像头(5)和刀具清洗喷嘴(6)；

所述的软体末端执行器连接座(1)用于将软体末端执行器连接到换刀机器人的本体上，负责传递软体末端执行器的载荷；

所述的软体末端执行器机体(2)是弯曲运动的产生者，由离子交换聚合金属材料IPMC和磁流变液复合驱动；软体末端执行器机体(2)采用管腔式结构，包括驱动材料保护层(7)、驱动层(8)、机体支撑结构(9)、驱动材料工作腔(10)、磁场生成电极(11)和控制线路布置管腔(12)；软体末端执行器机体(2)的外壁为驱动层(8)，驱动层(8)由驱动材料保护层(7)包裹，新型智能材料IPMC布置在驱动层(8)；软体末端执行器机体(2)的内壁为控制线路布置管腔(12)，控制线路布置管腔(12)由驱动材料保护层(7)包裹；软体末端执行器机体(2)的内壁和外壁间设有机体支撑结构(9)，机体支撑结构(9)是由一系列的空心纺锤形结构组成，用于支撑探测头(4)；机体支撑结构(9)与软体末端执行器机体(2)内外壁间围成的空间即为驱动材料工作腔(10)；磁场生成电极(11)覆于机体支撑结构(9)表面；

所述的探测头(4)安装在软体末端执行器机体(2)前端，用于搭载传感器的平台，保证传感器能保持稳定的姿态；

所述的光源(3)为软体末端执行器的工作空间提供光线，设置在探测头(4)上，便于感光类传感器正常工作；

所述的微型摄像头(5)设置在探测头(4)上，是软体末端执行器关键部件，微型摄像头(5)为软体末端执行器提供外界环境的准确描述，使控制系统控制驱动层(8)和驱动材料工作腔(10)；微型摄像头(5)用于检测TBM刀具的磨损情况，通过对工作前后的刀具进行图像识别，并给出磨损量的数值进而判断该刀具是否需要更换；

所述的刀具清洗喷嘴(6)设置在探测头(4)上，用于清洗刀具，当刀具工作一段时间后，将覆盖物清除；

所述的软体末端执行器机体(2)的直径为d，刀座的约束空间的直径为D，使软体末端执行器机体(2)有足够的弯曲空间。

2.根据权利要求1所述的软体末端执行器，其特征在于，所述的机体支撑结构(9)采用半硬质材料制作。

3.根据权利要求1或2所述的软体末端执行器，其特征在于，所述的驱动材料保护层(7)和控制线路布置管腔(12)采用柔性材料制作。

4.根据权利要求1或2所述的软体末端执行器，其特征在于，在驱动材料工作腔(10)中加入磁流变液，在磁场生成电极(11)激发的磁场的作用下，磁流变液内的磁性颗粒的排列发生变化，进而阻尼发生变化，承受支撑结构变形的作用力，使机体的运动稳定。

5.根据权利要求3所述的软体末端执行器，其特征在于，在驱动材料工作腔(10)中加入磁流变液，在磁场生成电极(11)激发的磁场的作用下，磁流变液内的磁性颗粒的排列发生变化，进而阻尼发生变化，承受支撑结构变形的作用力，使机体的运动稳定。