[发明专利]一种对TBM刀具磨损状态检测的软体末端执行器

摘要

本发明提供了一种对TBM刀具磨损状态检测的软体末端执行器，为了检测停止工作的刀具的整圆周的磨损状态，设计了一种能够弯曲的软体末端执行器，属于软体机器人结构设计技术领域。这种软体机器人采用多种软体材料制作机体结构，并应用采用新型智能材料IPMC和磁流变液复合驱动机制，实现末端执行器的弯曲。同时，末端执行器还搭载了光源、微型相机以及清洗TBM刀具的喷嘴，从而实现对刀具磨损状态的检测。

主权项

1.一种对TBM刀具磨损状态检测的软体末端执行器，其特征在于，所述的对TBM刀具磨损状态检测的软体末端执行器包括软体末端执行器连接座(1)、软体末端执行器机体(2)、光源(3)、探测头(4)、微型摄像头(5)和刀具清洗喷嘴(6)；/n所述的软体末端执行器连接座(1)用于将软体末端执行器连接到换刀机器人的本体上，负责传递软体末端执行器的载荷；/n所述的软体末端执行器机体(2)是弯曲运动的产生者，由离子交换聚合金属材料IPMC和磁流变液复合驱动；软体末端执行器机体(2)采用管腔式结构，包括驱动材料保护层(7)、驱动层(8)、机体支撑结构(9)、驱动材料工作腔(10)、磁场生成电极(11)和控制线路布置管腔(12)；软体末端执行器机体(2)的外壁为驱动层(8)，驱动层(8)由驱动材料保护层(7)包裹，新型智能材料IPMC布置在驱动层(8)；软体末端执行器机体(2)的内壁为控制线路布置管腔(12)，控制线路布置管腔(12)由驱动材料保护层(7)包裹；软体末端执行器机体(2)的内壁和外壁间设有机体支撑结构(9)，机体支撑结构(9)是由一系列的空心纺锤形结构组成，用于支撑探测头(4)；机体支撑结构(9)与软体末端执行器机体(2)内外壁间围成的空间即为驱动材料工作腔(10)；磁场生成电极(11)覆于机体支撑结构(9)表面；/n所述的探测头(4)安装在软体末端执行器机体(2)前端，用于搭载传感器的平台，保证传感器能保持稳定的姿态；/n所述的光源(3)为软体末端执行器的工作空间提供光线，设置在探测头(4)上，便于感光类传感器正常工作；/n所述的微型摄像头(5)设置在探测头(4)上，是软体末端执行器关键部件，微型摄像头(5)为软体末端执行器提供外界环境的准确描述，使控制系统控制驱动层(8)和驱动材料工作腔(10)；微型摄像头(5)用于检测TBM刀具的磨损情况，通过对工作前后的刀具进行图像识别，并给出磨损量的数值进而判断该刀具是否需要更换；/n所述的刀具清洗喷嘴(6)设置在探测头(4)上，用于清洗刀具，当刀具工作一段时间后，将覆盖物清除；/n所述的软体末端执行器机体(2)的直径为d，刀座的约束空间的直径为D，使软体末端执行器机体(2)有足够的弯曲空间。/n