[发明专利]一种基于4D打印的阶段变形执行装置

权利要求书

1.一种基于4D打印的阶段变形执行装置，其特征在于，包括变形执行本体以及控制器，其中，

所述变形执行本体包括绝缘层以及多条导电线路，所述绝缘层包覆于多条所述导电线路外，所述绝缘层和多条导电线路采用4D打印一体化成形；

多条所述导电线路的电阻各不相同，且多条所述导电线路按照预定的变形顺序和变形路线串联或者并联，各个所述导电线路的宽度根据其变形顺序的先后成反比设计，即先变形的导电线路宽，后变形的导电线路窄；

所述控制器与首尾两端的导电线路连接，并根据执行信息向多条所述导电线路供电，使得在所述绝缘层在多条所述导电线路处产生不同的加热效率，由于不同导电线路的加热效率不同，因此不同导电线路的变形速度和顺序不同，以此方式，以实现可编程化控制的电致加热下，阶段变形执行装置进行按预定的变形顺序和变形路线变形。

2.根据权利要求1所述的基于4D打印的阶段变形执行装置，其特征在于，所述绝缘层采用不导电的形状记忆高分子材料制备而成，所述不导电的形状记忆高分子材料为聚乳酸、聚氨酯、聚己内酯、尼龙中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的基于4D打印的阶段变形执行装置，其特征在于，所述导电线路采用形状记忆聚合物和导电材料按预定比例的质量配比制作而成，其中，导电材料的质量分数为6％～10％。

4.根据权利要求3所述的基于4D打印的阶段变形执行装置，其特征在于，所述形状记忆聚合物为聚乳酸、聚氨酯、聚己内酯、尼龙中的一种或多种；所述导电材料为石墨烯、碳纳米管中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的基于4D打印的阶段变形执行装置，其特征在于，所述导电线路的厚度为20μm～50μm，所述绝缘层的厚度为0.3μm～0.8μm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于4D打印的阶段变形执行装置，其特征在于，所述控制器通过控制各个导电线路的电流来控制各个导电线路的变形，其中，在各个所述导电线路通电后，阶段变形执行装置的升温速度为3℃/s，断电时，阶段变形执行装置的降温速度为2℃/s，以此方式，使得所述阶段变形执行装置按预定的变形顺序和变形路线缓慢变形。

7.根据权利要求1-5任一项所述的基于4D打印的阶段变形执行装置，其特征在于，所述阶段变形执行装置在工作之前还需进行驱动训练，首先，通过控制器使得阶段变形执行装置通电，阶段变形执行装置按照既定的线路和顺序发生弯曲变形，以适应阶段变形执行装置工作需求，在断电时，阶段变形执行装置按照既定的线路和顺序恢复原来的形状，从而完成阶段变形执行装置的驱动训练，以此方式，以获取在工作时按指定路线和顺序弯曲变形的阶段变形执行装置。