[发明专利]一种离子型电活性聚合物仿生软体协作机器人

说明书

一种离子型电活性聚合物仿生软体协作机器人，包括软体驱动器和软体身体组成，软体身体由软体复合材料制成，软体驱动器由高度可变形材料制成，该材料通过外部刺激，可以产生所需的运动和力扭矩，该材料在外部输入电压的作用下，能产生相应的变形，从而将电能转换为机械能。高度可变形材料采用电活性聚合物制作，电活性聚合物是目前最具潜力的仿生机器人驱动器的智能活性材料，电活性聚合物是一种能够在施加外电场作用下，通过改变其材料内部结构而产生伸缩、弯曲、束紧或膨胀等各种形式力学响应的新型智能材料，可以分为电子型EAP和离子型EAP两大类。离子型EAP柔性大、强度低，适合制作软体驱动器，制备简单、价格低廉。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体地说涉及一种由低弹性模量的柔性材料包含流体材料制作成软体驱动器为动力结构的一种离子型电活性聚合物仿生软体协作机器人。

背景技术

传统的机器人通常是由基于刚性材料的刚性运动关节的机构组成，它可以快速、准确地执行各项任务，最为广泛使用的工业机器人即是传统机器人。由刚性连杆通过离散的旋转关节或滑移关节连接构成，其运动仅由关节处产生，刚性连杆用于确定各关节间的相互几何关系并保持机器人整体形状。各自由度关节的运动组合形成了机器人末端执行机构在空间活动的最大范围，即工作空间。机器人结构简单，承载能力高，可以重复实现高精度运动，非常适合于工业流水线作业。但是，这类机器人的运动灵活性有限，环境适应性较低，无法在空间受限的环境下工作。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种离子型电活性聚合物仿生软体协作机器人，具体地说涉及一种由低弹性模量的柔性材料包含流体材料制作成软体驱动器为动力结构的一种离子型电活性聚合物仿生软体协作机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种离子型电活性聚合物仿生软体协作机器人，包括软体驱动器和软体身体组成，其特征在于，在所述软体身体由软体复合材料制成，软体驱动器由高度可变形材料制成，高度可变形材料包括具有高弹性模量的刚性材料、具有低弹性模量的柔性材料、包含流体的材料，高度可变形材料通过外部刺激，可以产生所需的运动和力扭矩，高度可变形材料在外部输入电压的作用下，能产生相应的变形，从而将电能转换为机械能，低弹性模量的柔性材料采用电活性聚合物制作，电活性聚合物是目前最具潜力的仿生机器人驱动器的智能活性材料，电活性聚合物是一种能够在施加外电场作用下，通过改变其材料内部结构而产生伸缩、弯曲、束紧或膨胀等各种形式力学响应的新型智能材料，依据电活性聚合物的驱动原理，可以分为电子型EAP和离子型EAP两大类。

本发明的有益效果是，相对于传统驱动器，软体驱动器在结构和性能方面有着显著的优点：驱动和变形能力大、响应速度快、控制简单、能量消耗低、质量轻等特点。软体驱动器制备简单、价格低廉，软体驱动器能制作成仿生机器人，特别适合于便携设备、仅需使用电池驱动的应用场合。随着智能材料与结构的发展，新型材料不断涌现，研究具有新型驱动特性的新材料，并在此基础上研制采用的软体机器人驱动器具有很大的市场前景。

具体实施方式

实施本发明的一种离子型电活性聚合物仿生软体协作机器人，包括软体驱动器和软体身体组成，其特征在于，在所述软体身体由软体复合材料制成，软体驱动器由高度可变形材料制成，高度可变形材料包括具有高弹性模量的刚性材料、具有低弹性模量的柔性材料、包含流体的材料，高度可变形材料通过外部刺激，可以产生所需的运动和力扭矩，高度可变形材料在外部输入电压的作用下，能产生相应的变形，从而将电能转换为机械能，低弹性模量的柔性材料采用电活性聚合物制作，电活性聚合物是目前最具潜力的仿生机器人驱动器的智能活性材料，电活性聚合物是一种能够在施加外电场作用下，通过改变其材料内部结构而产生伸缩、弯曲、束紧或膨胀等各种形式力学响应的新型智能材料，依据电活性聚合物的驱动原理，可以分为电子型EAP和离子型EAP两大类。