[发明专利]可变刚度致动器

摘要

本发明公开了一种可变刚度致动器，其适用于软体机器人的末端操作执行机构，采用具有单向可伸缩的层叠堆挤式折纸结构，通过控制折纸结构内部腔道的正、负压力，驱动折纸结构的伸展、压缩，可以实现致动器的刚度调节。并且公开了具有该可变刚度致动器的软体机器人，该软体机器人可以通过自适应自包含的在线可变刚度调节实现对非结构化不规则目标抓取物的抓取。本发明具有结构简单、操作方便、成本较低的优点。此外，本发明通过排放和抽吸气体的气动方式实现“软化”和“硬化”，具体较低的功耗和较高的安全性。

主权项

1.一种可变刚度致动器，其适用于软体机器人的末端操作执行机构，所述可变刚度致动器包括：折纸结构，其包括多个层叠的折纸层，所述多个层叠的折纸层由片状物折叠而成，所述片状物围绕所述折纸结构的中心轴构成所述折纸结构的侧壁，所述多个层叠的折纸层适于相对彼此挤压和拉伸，以致所述折纸结构单向可伸缩；顶部端板，其固定连接至所述折纸结构的顶端；底部端板，其固定连接至所述折纸结构的底端，所述顶部端板、所述底部端板和所述折纸结构的侧壁界定一折纸腔道，并且所述底部端板开设有通孔；气动管道，其一端穿过所述通孔与所述折纸腔道流体连通，其另一端连接至气体源；弹性薄膜，其包裹在所述顶部端板、所述底部端板和所述折纸结构的外表面形成气密密封；其中，所述气体源适于通过所述气动管道向所述折纸腔道排入气体，使得所述折纸腔道处于正压状态，从而伸展所述折纸结构；所述气体源还适于通过所述气动管道抽走所述折纸腔道中的气体，使得所述折纸腔道处于负压状态，从而压缩或弯曲所述折纸结构。