本发明专利技术公开了一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置。SMP复合材料抓手安装在SMP复合材料抓手安装架底部，SMP复合材料抓手安装架顶部固定安装有拉伸滑轨槽支撑件，拉伸滑轨槽支撑件通过连接件固定连接上方旋转单元支撑型材；SMP复合材料抓手为由SMP复合材料自身围成的结构；拉伸滑轨槽支撑件和SMP复合材料抓手安装架经多根连杆后与SMP复合材料抓手的末端连接。本发明专利技术使用的复合材料参考了蛇鳞的结构，通过形状记忆聚合物SMP和橡胶的结合，使得装置既具有SMP记忆变形的特点，同时具有良好的拉伸、承载能力和很大的变刚度能力，使得该装置可适应各种形状的物体，且可以安全有效的储存被抓取的物体。且可以安全有效的储存被抓取的物体。且可以安全有效的储存被抓取的物体。
【技术实现步骤摘要】
一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置
[0001]本专利技术涉及了一种抓取装置，具体涉及一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置。
技术介绍
[0002]软体机械手由于使用的材料具有可变形性，柔顺性，因此具有了高灵活性、复杂环境适应性和安全人机交互性等特点，收到了国内外学者的广泛研究，在医疗卫生，康复治疗，太空、深海探测等领域具有良好的应用前景。虽然软体机械手具有各种优良的性能，但仍然存在驱动力较小，承载能力较弱，材料变形单一，缺乏精确地动力学模型，无法精确控制等问题。这些问题很大程度上影响了软体机械手在各方面的应用。
技术实现思路
[0003]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置，装置具有良好的承载能力和形变能力，装置本身拥有储存物料的功能，以及通过改变自身机械手的形状以适应各种形状物体的特点。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]本专利技术装置包括SMP复合材料抓手、旋转单元支撑型材、拉伸滑轨槽支撑件和SMP复合材料抓手安装架；
[0006]SMP复合材料抓手通过销钉安装在SMP复合材料抓手安装架底部，SMP复合材料抓手安装架顶部固定安装有拉伸滑轨槽支撑件，拉伸滑轨槽支撑件通过连接件固定连接上方旋转单元支撑型材；
[0007]SMP复合材料抓手为由仿蛇鳞结构的SMP复合材料自身围成的结构；
[0008]拉伸滑轨槽支撑件和SMP复合材料抓手安装架经多根刚性的连杆后与SMP复合材料抓手的末端连接。
[0009]所述的SMP复合材料主要由SMP复合材料单元周期阵列排布构成方形平面结构，每个SMP复合材料单元包括一个橡胶片以及连接在橡胶片周围的多条条状的SMP连接段，相邻两个SMP复合材料单元之间通过各自的SMP连接段相连接，使得相邻两个SMP复合材料单元之间的SMP连接段连接形成V形。
[0010]所述的橡胶片为正六边形，每个橡胶片的每条边均通过一个SMP连接段I或SMP连接段II的两端分别连接到与之相邻的橡胶片的一条边，各个SMP连接段之间不交叉；行方向上相邻两个SMP复合材料单元之间通过各自的两条SMP相连接，列方向上相邻两个SMP复合材料单元之间通过各自的一条SMP连接段相连接。
[0011]若橡胶片其中两条平行的边作为上下边，且平行于SMP复合材料的上下两边，则上下相邻的橡胶片对应的边为上侧橡胶片的下边和下方橡胶片的上边，对应的两条边之间通过SMP连接段I相连接，且每个橡胶片上下两边连接的SMP连接段I形成的V型口朝相反方向布置；左右相邻的橡胶片对应的边为左侧橡胶片的右侧上边和右侧橡胶片的左侧上边，以
及左侧橡胶片的右侧下边和右侧橡胶片的左侧下边，对应的两条边之间通过SMP连接段II相连接，且左右相邻的橡胶片之间连接的SMP连接段II形成的V型口相对朝向布置。
[0012]所述的SMP复合材料抓手通过圆筒状辅助模具制成；对通过双喷头D打印机打印得到的SMP复合材料进行整体加热，待SMP复合材料软化后，将SMP复合材料贴合辅助模具外侧面，然后将SMP复合材料冷却硬化，将辅助模具移除，得到SMP复合材料抓手。
[0013]待需要抓取物体时，对未变形SMP复合材料抓手的不同部位加热拉伸，使得未变形SMP复合材料抓手变形拉伸形成SMP复合材料抓手III进而抓取物体；抓取到物体后，通过将SMP复合材料抓手III冷却硬化形成SMP复合材料抓手IV，将物体储存起来。
[0014]所述的橡胶片一表面压接在各自连接的每一个SMP连接段之上使得橡胶片和SMP连接段连接，且将橡胶片另一表面用于接触被抓物体，作为SMP复合材料抓手的抓手内侧面；硬质的橡胶片作为SMP复合材料抓手的凸起结构，不仅可以保护SMP连接段，避免其在抓取物体时被尖锐物体划伤，同时也可以很好地贴合被抓取物体，并提升SMP复合材料抓手的承载能力。
[0015]所述的SMP复合材料抓手为导电材料，导电加热后软化变形；SMP复合材料抓手通过多条绝缘带将自身自上而下间隔均分为多节，每节SMP复合材料抓手在自身的对称位置处分别引出一个电极，所有电极均连接外部电路；每节SMP复合材料抓手可分别通电加热，改变不同通电区域的刚性度。
[0016]SMP复合材料抓手在刚度恢复冷却的过程中为平缓的变化，可以储存被抓取的物体并保护被抓取以及储存的物体。
[0017]所述的拉伸滑轨槽支撑件内顶部固定安装有上连杆支撑件，多根连杆I的上端沿周向均匀间隔铰接在上连杆支撑件上部周围，多根连杆I的下端越过SMP复合材料抓手外侧面朝下连接至SMP复合材料抓手末端，并也沿周向均匀间隔连接在SMP复合材料抓手末端周围；
[0018]上连杆支撑件的底部通过滑轮安装块安装有上滑轮；
[0019]SMP复合材料抓手安装架的外顶面安装有一个下连杆支撑件，多根连杆II的下端沿周向均匀间隔铰接在下连杆支撑件下部周围，多根连杆II的上端连接至各自的一根连杆I；
[0020]连杆I的上部相同位置处开设有沿连杆I杆长方向的拉伸滑轨槽，每个连杆II的上端通过销轴嵌装入至自身所连接的一根连杆I的拉伸滑轨槽中并沿拉伸滑轨槽移动；
[0021]下连杆支撑件顶部也通过滑轮安装块安装有下滑轮，上滑轮和下滑轮之间通过驱动线传动连接；具体地，驱动线一端卷绕并固定系在上滑轮上，另一端卷绕并固定系在下滑轮上。
[0022]具体实施中，拉伸滑轨槽两侧槽壁开设条形通槽，销轴上设有凸出连接结构，销轴的凸出连接结构能够活动穿设过拉伸滑轨槽槽侧面开设的条形通槽安装并沿该条形通槽滑动，拉伸滑轨槽上销轴的凸出连接结构所在的槽侧面的顶部设有凸出连接结构，销轴的凸出连接结构穿过条形通槽后和拉伸滑轨槽的凸出连接结构通过弹簧连接。
[0023]所述的拉伸滑轨槽支撑件和SMP复合材料抓手安装架之间安装有电机支撑件，电机支撑件的上端和下端分别固定在拉伸滑轨槽支撑件和SMP复合材料抓手安装架上；电机支撑件上安装有电机，电机的输出轴通过联轴器与上滑轮的转轴同步相连；
[0024]驱动电机工作带动上滑轮转动，经驱动线带动下滑轮向上/向下移动，使得连杆II上端的销轴在连杆I的拉伸滑轨槽中滑动，并向上支撑/向下拉动连杆I，使得多根连杆I撑开/合拢进而拉动/放松SMP复合材料抓手进行抓取动作。
[0025]装置抓取过程中，电机支撑件上的电机正转可以使得驱动线收起；当电机支撑件上的电机反转时，驱动线松弛，弹簧在连杆I和连杆II移动过程中始终保持两者间的拉紧，使得连杆I的下端随着电机支撑件上的电机的反转而逐渐向下收拢，避免了连杆I的随意摆动。
[0026]所述的旋转单元支撑型材的一侧安装有电机安装板，电机安装板上安装有电机，电机正下方的旋转单元支撑型材底部安装有同步带轮I，电机的输出轴与同步带轮I的转轴同步连接；
[0027]旋转单元支撑型材底部还安装有同步带轮II，同步带轮I和同步带轮II通过同步带传动连接；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置，其特征在于：包括SMP复合材料抓手(5、13、16、33)、旋转单元支撑型材(7)、拉伸滑轨槽支撑件(8)和SMP复合材料抓手安装架(12)；SMP复合材料抓手(5、13、16、33)安装在SMP复合材料抓手安装架(12)底部，SMP复合材料抓手安装架(12)顶部固定安装有拉伸滑轨槽支撑件(8)，拉伸滑轨槽支撑件(8)通过连接件(9)固定连接上方旋转单元支撑型材(7)；SMP复合材料抓手(5、13、16、33)为由SMP复合材料自身围成的结构；拉伸滑轨槽支撑件(8)和SMP复合材料抓手安装架(12)经多根连杆(25、32)后与SMP复合材料抓手(5、13、16、33)的末端连接。2.根据权利要求1所述的一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置，其特征在于：所述的SMP复合材料主要由SMP复合材料单元(4)周期阵列排布构成方形平面结构，每个SMP复合材料单元(4)包括一个橡胶片(3)以及连接在橡胶片(3)周围的多条条状的SMP连接段(1、2)，相邻两个SMP复合材料单元(4)之间通过各自的SMP连接段(1、2)相连接。3.根据权利要求2所述的一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置，其特征在于：所述的橡胶片(3)为正六边形，每个橡胶片(3)的每条边均通过一个SMP连接段I(1)或SMP连接段II(2)的两端分别连接到与之相邻的橡胶片(3)的一条边，各个SMP连接段(1、2)之间不交叉；行方向上相邻两个SMP复合材料单元(4)之间通过各自的两条SMP(1、2)相连接，列方向上相邻两个SMP复合材料单元(4)之间通过各自的一条SMP连接段(1、2)相连接。4.根据权利要求2所述的一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置，其特征在于：所述的SMP复合材料抓手(5、13、16、33)通过圆筒状辅助模具(6)制成；对SMP复合材料进行整体加热，待SMP复合材料软化后，将SMP复合材料贴合辅助模具(6)外侧面，然后将SMP复合材料冷却硬化，将辅助模具(6)移除，得到SMP复合材料抓手(5、13、16、33)。5.根据权利要求4所述的一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置，其特征在于：所述的橡胶片(3)一表面压接在各自连接的每一个SMP连接段(1，2)之上使得橡胶片(3)和SMP连接段(1，2)连接，且将橡胶片(3)另一表面用于接触被抓物体，作为SMP复合材料抓手(5、13、16、33)的抓手内侧面。6.根据权利要求4所述的一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置，其特征在于：所述的SMP复合材料抓手(5、13、16、33)为导电材料，导电加热后软化变形；SMP复合材料抓手(5、13、16、33)通过多条绝缘带将自身自上而下间隔均分为多节，每节SMP复合材料抓手(5、13、16、33)在自身的对称位置处分别引出一个电极，所有电极均连接外部电路。7.根据权利要求1所述的一种基于先进复合材料性能的异形可抓取储存释放装置，其特征在于：所述的拉伸滑轨槽支撑...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭翔，王南航，朱佳俊，吴化平，王俊，蔡伟飞，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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