[发明专利]一种并联弯曲软体致动器

说明书

本发明公开一种并联弯曲软体致动器，包括至少两个软体致动组件，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面连接；其中，所述软体致动组件包括沿第一方向依次连接的连接口、根基结构和波浪状非旋转体结构，所述连接口、所述根基结构和所述波浪状非旋转体结构之间形成一空腔结构，所述第一方向平行于所述软体致动组件的轴向。本发明的并联弯曲软体致动器能够在给定气压下获得更大的刚性及输出力，并且制作容易。

技术领域

本发明涉及柔性机器人模块技术领域，特别是涉及一种并联弯曲软体致动器。

背景技术

目前国内每年由中风、脑出血、脑梗、脑血栓、脑瘫、烧伤、烫伤及其他各类事故导致的手部残疾的患者人数呈逐步上升趋势。其症状多表现为手部抽搐、痉挛、抓取无力、无法正常伸展及“鹰勾手”等。手部康复需要循序渐进，通常采用手部康复器械进行康复训练。手部康复器械的关键是手指部分，现有的机械手爪常采用刚性结构，面临抓握物体时造成被抓物体被破坏、运行噪音较大等问题，因此迫切需要改进，而软体致动器(也称为软体机器人)是一个新的研究方向。

近几年，随着新材料的出现以及加工制造技术的提高，世界范围内掀起了软体致动器研究的热潮，软体机器人是机器人研究的一种新的思路，可以应用到很多领域都，受自然的启发，研究人员开始探索由柔性材料组成的软体机器人的设计和控制。

然而现有技术中的软体致动器结构通常存在以下问题：只能进行单向弯曲，在进行反向弯曲时造成的拉伸作用力较小，承载能力较差；软体致动器自身膨胀大小随着气压的增大而增大，当膨胀过大时，软体致动器的作业将会被其自身制约；在施加载荷时，结构内部会造成应力分布不均匀，存在局部应力集中情况，软体致动器的使用寿命不长；径向的膨胀使得弯曲转化效率降低；以及制作工艺复杂，无法整体成型；以及需要较大的加载才能产生较大变形。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种并联弯曲软体致动器，用于解决现有技术中的软体致动器在施加载荷时，结构内部会造成应力分布不均匀，存在局部应力集中情况，使软体致动器存在使用寿命不长、径向的膨胀使得弯曲转化效率降低、制作工艺复杂、无法整体成型、在拉伸时产生的反向作用力较小、承载能力较差以及需要较大的加载才能产生较大变形的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种并联弯曲软体致动器，包括：

至少两个软体致动组件，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面连接；

其中，所述软体致动组件包括沿第一方向依次连接的连接口、根基结构和波浪状非旋转体结构，所述连接口、所述根基结构和所述波浪状非旋转体结构之间形成一空腔结构，所述第一方向平行于所述软体致动组件的轴向。

在一可选实施例中，所述并联弯曲软体致动器包括对称设置的一对软体致动组件，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面相对设置。

在一可选实施例中，所述并联弯曲软体致动器还包括中间连接面，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面之间通过所述中间连接面连接。

在一可选实施例中，所述中间连接部包括波纹面或者平面。

在一可选实施例中，所述并联弯曲软体致动器的材质包括弹性材料。

在一可选实施例中，所述并联弯曲软体致动器一体成型。

在一可选实施例中，所述软体致动组件还包括指尖结构，所述指尖结构与所述波浪状非旋转体结构的远离所述根基结构的一端连接。

在一可选实施例中，所述根基结构的腔体呈喇叭状，所述根基结构的壁厚大于所述软体致动组件的其他部分的壁厚。