[发明专利]一种可控强度黏附装置及其调控方法

说明书

本发明涉及一种可控强度黏附装置，包括为可控强度黏附装置提供支撑的支撑件；设置在支撑件一端黏附单元，黏附单元远离支撑件一端与黏附界面相接触；设在支撑件与黏附单元之间的微振激励发生模块，微振激励发生模块一端与支撑件固结、另一端与黏附单元固结，微振激励发生模块驱动黏附单元产生微振动；设在支撑件内的微振激励调节放大模块，其上设有通信接口，微振激励调节放大模块与微振激励发生模块相连、调节其振动频率和振幅。并涉及该装置的调控方法，该方法可根据需求调节微振动的频率与振幅，可实现对目标黏附物的稳定黏附强度调节，从而完成黏附‑脱附的快速切换。本发明能有效解决现有黏附失效困难以及黏附界面间强度无法调控的问题。

技术领域

本发明涉及黏附强度调节技术领域，具体为一种可控强度黏附装置及其调控方法。

背景技术

物体界面间的黏附近年来被引入到抓取方案中，它相较于传统的摩擦抓握，有着低能耗和结构适应性强等特点，但其现阶段依然无法得到广泛应用，一个很大的原因是黏附行为发生后黏附强度很难实时调节，进而无法实现可控黏附强度的黏附行为，并且界面间的黏附一旦形成，只有在较大外力干预下才能实现黏附失效。虽然通过黏附剥离可以在一定程度上调节脱附阶段的黏附强度，但较慢的黏附失效速度以及较大的控制复杂度都加大了黏附这一技术的实际应用难度。与此同时，现有的黏附技术往往受制于表面清洁度，导致黏附耐久性差强人意，长期使用会导致一定程度的黏附强度衰减。上述原因致使黏附无法大规模在传统工业生产中推广应用。因此，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可控强度黏附装置及其调控方法，能综合解决现有黏附失效困难，黏附界面间强度无法调控与黏附表面无法自清洁等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种可控强度黏附装置，包括：

支撑件，为可控强度黏附装置提供支撑；

黏附单元，设置在支撑件一端，且黏附单元远离支撑件的一端与黏附界面相接触；

微振激励发生模块，设置在支撑件与黏附单元之间，微振激励发生模块一端与支撑件固结、另一端与黏附单元固结，微振激励发生模块驱动黏附单元产生微振动；

微振激励调节放大模块，设置在支撑件内，其上设有接收外部信号的通信接口，微振激励调节放大模块与微振激励发生模块相连、调节微振激励发生模块的振动频率和振幅。

其中，微振激励调节放大模块还包括主控制板、DAC模块和多谐振荡电路，通信接口将调整振动频率和振幅的外部信号通讯输入至主控制板，主控制板发送数字信号给调节振幅的DAC模块，之后DAC模块发送模拟信号至调节振动频率的多谐振荡电路。

其中，微振激励发生模块是通过其振动表面与黏附单元固定连接的。

可控强度黏附装置的调控方法，是利用上述可控强度黏附装置进行的，包括以下步骤：

测量在指定的频率和振幅范围内对应的黏附强度，并获得振幅频率与黏附强度相关的神经网络；

获得神经网络的极大值和极小值，确定极大值为黏附状态点，记录黏附状态点对应的振幅为黏附振幅、频率为黏附频率；确定极小值为脱附状态点，记录脱附状态点对应的振幅为脱附振幅、频率为脱附频率；

将黏附单元紧贴于待黏附的物件表面后，进行黏附进行阶段和黏附失效阶段；

黏附进行阶段：使用微振激励调节放大模块将振幅调节为黏附振幅，频率调节为黏附频率，即激活黏附单元的黏附状态，完成黏附单元与待黏附物件的黏附；

黏附失效阶段：使用微振激励调节放大模块将振幅调节为脱附振幅，频率调节为脱附频率，即激活黏附单元的脱附状态，完成黏附单元与待黏附物件的脱附。