[发明专利]一种基于形状记忆合金的气动仿生舌头

权利要求书

1.一种基于形状记忆合金的气动仿生舌头，其特征在于：包括驱动部分、舌体部分和舌尖部分，所述驱动部分包括气体驱动器和形状记忆合金驱动器，所述气体驱动器由多根波纹管构成，所述波纹管是舌体部分的主要部件，所述舌体部分还包括硅胶外套，可实现大范围伸缩；所述形状记忆合金驱动器由横纵向垂直布置的多组形状记忆合金丝构成，所述舌尖部分除形状记忆合金外还包括弹性薄板、定位薄片、硅胶基体，主要实现二维平面的卷曲；

所述舌体部分和舌尖部分，分别采用气体驱动和形状记忆合金驱动进行控制，所述舌尖部分包含垂直布置的形状记忆合金丝；

所述仿生舌头，还包括微型气泵、电磁阀、电气转换器、流量计、单片机、位移传感器、气动PU管组件，用于对舌头的位置和动作状态进行控制，气体经微型气泵、电磁阀、电气转换器、流量计到仿生舌头形成一个闭合气动回路，微型气泵是整个系统的动力源，通过电磁阀、电气转换器等气动控制元件来实现气路的通断调节，还需要拉线位移传感器和流量计检测元件实现检测和反馈，单片机作为系统的控制平台；

仿生舌头通过舌根固定在铝合金型材架上，拉线位移传感器的拉线与过渡接头固联，用来检测和实时反馈舌头的位移，硅胶外套与舌根及过渡接头胶接，硅胶外套和拉线与过渡接头固联，在伸缩过程随气体驱动器同步伸缩，舌尖部分的底部粘有弹簧钢材质的弹性薄板，由于硅胶材料和弹簧钢的刚度差异，使得舌尖在形状记忆合金驱动时自发向内卷曲成勺子状；

当舌头执行抓取动作时，单片机输出启动信号，微型气泵工作提供压力气体，同时电磁阀、电气转换器气动控制元件动作，打开舌头与微型气泵之间的气路，执行伸出动作，当到达目标位置时，调整电气转换器输出稳定压力气体，使仿生舌头稳定在设定的目标位置，形状记忆合金丝通电在电流激励下受热收缩，拉动舌尖部分卷曲，完成抓取动作；

当舌头执行释放动作时，单片机给出停止信号，电磁阀关闭，切断微型气泵与仿生舌头之间的气路，依靠硅胶外套的回复力进行缩回动作，同时形状记忆合金断电冷却，随着温度下降，舌尖部分逐渐恢复平整形状，释放抓取物体。