[发明专利]金属与柔性材料连接的设备及方法

说明书

本发明涉及一种金属与柔性材料连接的设备及方法，其解决了现有软体机器人制作过程中，金属线圈通过粘接的方法与柔性材料连接存在不能完全贴合，可靠性低，且连接效率低、易对环境造成污染的技术问题，其包括感应加热装置、输送机和碾压装置；感应加热装置包括感应焊机和感应线圈，输送机设有框架和若干个滚轴；碾压装置包括垂直支撑板、加压电机、滚珠丝杠直线滑台、上碾压轮支架、上带轮、上碾压轮驱动电机、皮带、下带轮、上碾压轮和下碾压轮，上碾压轮和下碾压轮沿垂直方向相对布置，上碾压轮和下碾压轮之间设有间距。

技术领域

本发明涉及软体机器人制作技术领域，具体而言，涉及一种金属与柔性材料连接的设备及方法。

背景技术

生物因其软体特性，可以高效、和谐地与自然界进行各种交互与作用。应用柔性材料的软体机器人不仅能像生物体一样改变自身的形状、运动与材料特性。与传统的刚性机器人相比，软体机器人由于采用了柔韧性强的材料，使他们能更好地实现弯折、扭曲等动作。软体机器人更具备类人的柔性感知与互动，进而安全、高效地与人进行交互。软体机器人在世界上属于非常前沿的研究。

作为一项新的交叉学科研究，柔性体机器人结合了柔性电子、仿生力学、生物学、智能高分子材料、人工智能、3D打印等前沿科学技术。软体机器人容易被先进的技术，比如3D打印等方式来制造，成本比较低廉，可以像硅胶、橡胶等玩具一样被大批量制作。其中应用线圈驱动的软体机器人需将可导电的金属线圈植入两片硅胶、橡胶中，通过改变电流实现两对称布置的线圈产生电磁力而实现驱动。目前使用胶水通过粘接方法将金属线圈植入硅胶、橡胶中。然而，粘接方法难以实现金属线圈与柔性材料的完全贴合，可靠性低，且连接效率低、易对环境造成污染。

发明内容

本发明就是为了解决现有软体机器人制作过程中，金属线圈通过粘接的方法与柔性材料连接存在不能完全贴合，可靠性低，且连接效率低、易对环境造成污染的技术问题，提供一种使金属线圈表面产热，熔化与之直接接触的柔性材料，通过适当加压实现两者的高效可靠连接的金属与柔性材料连接的设备及方法。

本发明提供一种柔性材料连接的设备，包括感应加热装置、输送机和碾压装置；

感应加热装置包括感应焊机和感应线圈，感应线圈通过电线与感应焊机连接；

输送机设有框架和若干个滚轴；

碾压装置包括垂直支撑板、加压电机、滚珠丝杠直线滑台、上碾压轮支架、上带轮、上碾压轮驱动电机、皮带、下带轮、上碾压轮和下碾压轮，滚珠丝杠直线滑台与垂直支撑板连接，加压电机与垂直支撑板连接，加压电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杠直线滑台上的丝杠连接，上碾压轮支架与滚珠丝杠直线滑台上的滑块固定连接，上碾压轮驱动电机与上碾压轮支架连接，上带轮与上碾压轮驱动电机的输出轴连接，上碾压轮设有中心轴，上碾压轮的中心轴与上碾压轮支架转动连接，下带轮与上碾压轮的中心轴的端部连接，皮带连接于下带轮和上带轮之间；下碾压轮设有中心轴，下碾压轮的中心轴与输送机的框架转动连接；上碾压轮和下碾压轮沿垂直方向相对布置，上碾压轮和下碾压轮之间设有间距；

碾压装置的垂直支撑板与输送机的框架固定连接。

本发明还提供一种应用柔性材料连接的设备的金属与柔性材料连接的方法，包括以下步骤：

第一步，将平板放置在输送机的滚轴上，将柔性材料放置在平板上，将金属放置在柔性材料的上表面；

第二步，启动输送机使平板带着金属和柔性材料平移；

第三步，启动感应加热装置的感应焊机，启动加压电机使上碾压轮支架向下移动，上碾压轮支架带动感应线圈向下移动，感应线圈靠近其下方的金属，上碾压轮支架向下移动的同时启动上碾压轮驱动电机，上碾压轮驱动电机带动上碾压轮旋转，上碾压轮下压金属，金属、柔性材料和平板位于上碾压轮和下碾压轮之间，下碾压轮被动旋转，下碾压轮与平板的底面接触；平板在输送机的带动下经过上碾压轮、下碾压轮。