[发明专利]一种基于等容积变化原理的软体变刚度机器人

权利要求书

1.一种基于等容积变化原理的软体变刚度机器人，主要包括前固定端、输电线圈、可充气外壳、防径向膨胀线圈、内圈隔离鞘、C形薄膜、可伸缩金属管、磁流变液、后固定端、充气膨胀孔和带螺纹的金属管，其特征在于：可充气外壳为中空的柱形壳体，可充气外壳使用模具成型后利用软体材料浇筑而成，接口处利用连接胶和密封胶连接，可充气外壳的两端分别设有圆形均匀分布的三个充气膨胀孔，在可充气外壳的两端的内部设有螺纹，前固定端与后固定端结构相同，前固定端与后固定端为圆柱体，在前固定端与后固定端中部设有径向通孔，前固定端和后固定端外壁设有螺纹，前固定端、后固定端分别与可充气外壳的两端通过螺纹连接，弯曲装置包括可充气外壳、防径向膨胀线圈和内圈隔离鞘，防径向膨胀线圈嵌在可充气外壳内部，内圈隔离鞘通过粘合与可充气外壳内表面连在一起，将内部的刚度调节装置外圈与可充气外壳分隔开来，刚度调节装置由输电线圈、C形薄膜、可伸缩金属管、磁流变液组成，可伸缩金属管的主体部分由S形金属片卷制而成，可伸缩金属管的主体部分呈螺旋状，可伸缩金属管主体部分的两端分别固定连接带螺纹的金属管，输电线圈卡在可伸缩金属管S形口外侧、与磁流变液相邻的槽口内，输电线圈的两端分别延伸至前固定端、后固定端的外部，C形薄膜嵌在可伸缩金属管内侧槽口内，磁流变液设在C形薄膜内部。

2.根据权利要求1所述的一种基于等容积变化原理的软体变刚度机器人，其特征在于：可伸缩金属管内侧槽口是等容积变化的，弯曲装置在发生弯曲或伸缩变化时装有磁流变液的槽口的容积是不变的。

3.根据权利要求1所述的一种基于等容积变化原理的软体变刚度机器人，其特征在于：内圈隔离鞘由普通橡胶制成，防止可充气外壳内部径向膨胀对刚度调节装置的影响。

4.根据权利要求1所述的一种基于等容积变化原理的软体变刚度机器人，其特征在于：输电线圈放在与磁流变液相邻的槽内，通过外部控制改变通过输电线圈的电流大小从而影响管道的磁场强弱，电流越大其管道内产生的磁场强度就越大，磁场强度越大，磁流变液的粘度就越大，即可调控机器人整体的刚度。

5.根据权利要求1所述的一种基于等容积变化原理的软体变刚度机器人，其特征在于：可充气外壳利用3D打印制作模具，通过软体硅橡胶浇筑制成，接口处利用连接胶和密封胶连接，通过调节充气膨胀孔内气压的大小能够实现弯曲和伸缩，防径向膨胀线圈为金属线圈，金属线圈嵌在可充气外壳内部，防止可充气外壳发生径向膨胀，加强了机器人的延展特性。

6.根据权利要求1所述的一种基于等容积变化原理的软体变刚度机器人，其特征在于：可伸缩金属管由合金钢片制成，然后将其进行卷制，S形金属片的每个槽口在弯曲和伸缩时的容积不变，保证可伸缩金属管在各种变化后，磁流变液的体积一定，不需要再外来增加或减少磁流变液。