[发明专利]一种基于可折展结构的磁驱动软体抓手

权利要求书

1.一种基于可折展结构的磁驱动软体抓手，其特征在于，包括抓手主体(1)、磁场控制部分(2)和端部连接部分(3)，所述抓手主体(1)包括上下两端的顺磁性区域(100)和连接在两端的顺磁性区域(100)中间的铁磁性区域(101)，所述磁场控制部分(2)包括垂直螺旋线圈(200)、环形螺旋线圈(201)、永磁体(202)和支撑系统(203)，所述端部连接部分(3)包括单轴旋转关节(300)；

所述永磁体(202)上端与垂直螺旋线圈(200)连接，在连接处的永磁体(202)上端外壁连接有抓手主体(1)的上端顺磁性区域(100)，永磁体(202)的下端连接支撑系统(203)；所述环形螺旋线圈(201)安装在支撑系统(203)上，所述垂直螺旋线圈(200)上端连接单轴旋转关节(300)。

2.根据权利要求1所述的一种基于可折展结构的磁驱动软体抓手，其特征在于，抓手主体(1)为纸基柔性材料，基于三浦(Miura)折纸结构，由激光刻印机分别在两侧纸面切削出山折痕线槽(102)与谷折痕线槽(103)，经折叠、两侧边界重合粘结后成型，具有灵活的可折展特性，为抓手实现生物捕获或物体抓取动作提供必要柔性变形条件。

3.根据权利要求1所述的一种基于可折展结构的磁驱动软体抓手，其特征在于，顺磁性区域(100)和铁磁性区域(101)选择前处理方式，即先于抓手主体(1)折叠成型，具体处理方式为：根据两种区域的折痕分界线，顺磁性区域(100)仅喷覆防水薄层，铁磁性区域(101)先在表层涂刷质量比为2:1的钕铁硼-PDMS胶状制剂，再喷覆防水薄层。

4.根据权利要求1所述的一种基于可折展结构的磁驱动软体抓手，其特征在于，支撑系统(203)由套筒(2030)、导轨(2031)、固定支撑杆(2032)、伸缩支撑杆(2033)组成；所述永磁体(202)下端与套筒(2030)上部连接，二者在导轨(2031)上同步运动；

所述套筒(2030)为薄壁圆筒状构件，可沿导轨(2031)滑动，上端与永磁体(202)下端连接，在侧壁布置有三个铰接口，分别与三个伸缩支撑杆(2033)的一端铰接；当永磁体受到垂直螺线管的磁排斥力时，”永磁体-套筒-抓手上部”沿着导轨整体向下运动；

所述导轨(2031)为横截面为圆环的中空构件，内部设置环形螺旋线圈(201)的供电线路，上端通过套筒(2030)连接于永磁体(202)，下端与固定支撑杆(2032)端部固接；

所述固定支撑杆(2032)为圆筒式空心构件，环向均匀布设三根，内部设置环形螺旋线圈(201)的供电线路，固定支撑杆(2032)两端均为刚性固定约束，一端固定于导轨(2031)下端，另一端固定于环形螺旋线圈(201)；

所述伸缩支撑杆(2033)为嵌套式伸缩构件，环向均匀布设三根，伸缩支撑杆(2033)两端均为柔性铰接约束；其一端铰接于套筒(2030)，另一端铰接于环形螺旋线圈(201)。

5.根据权利要求1所述的一种基于可折展结构的磁驱动软体抓手，其特征在于，所述端部连接部分(3)还包括脉冲电源接口(301)和连接法兰(302)；所述脉冲电源接口(301)和连接法兰(302)安装在单轴旋转关节(300)上；所述连接法兰(302)用于连接机器人手臂。