刚度可变复合材料、刚度可变系统及抓取设备技术方案

本公开提供一种刚度可变复合材料，包括：第一材料制成的基材；以及第二材料制成的夹杂物；其中，夹杂物流经基材，在基材受到压力的状态下，夹杂物适用于与基材反应，用以改变基材的至少一部分受压位置的刚度。在基材受到压力的状态下，由第一材料制成的基材与第二材料制成的夹杂物进行反应，以提升基材的至少一部分受压位置的刚度，可提升该位置的耐磨性，可较为有效的提升与物品接触位置的使用寿命。还提供一种刚度可变系统及抓取设备。供一种刚度可变系统及抓取设备。供一种刚度可变系统及抓取设备。

【技术实现步骤摘要】
刚度可变复合材料、刚度可变系统及抓取设备


[0001]本公开的至少一种实施例涉及一种刚度可变复合材料，尤其涉及一种刚度可变复合材料、刚度可变系统及抓取设备。

技术介绍

[0002]抓取设备多依据与物品接触部分的材料特性划分为柔性抓取(在与物品接触的部分采用柔性材料制成)或刚性抓取(在与物品接触的部分采用硬质材料制成)两种方式。柔性抓取方式中，抓取设备与物品的接触部分多采用均质材料制成。
[0003]在实际应用的过程中，由于所抓取的物品不同，抓取设备在工作过程中所发生磨损的位置多集中于与物品接触的局部区域，均质材料无法在受力集中的局部区域形成较高的刚度，进而导致一旦与物品接触的局部区域的磨损较为严重，就需整体更换均质材料，以使得柔性材料的使用寿命较短。

技术实现思路

[0004]针对于现有的技术问题，本专利技术提供一种刚度可变复合材料、刚度可变系统及抓取设备，用于至少部分解决以上技术问题。
[0005]本公开的一方面提供一种刚度可变复合材料，包括：第一材料制成的基材；以及第二材料制成的夹杂物；其中，所述夹杂物流经所述基材，在所述基材受到压力的状态下，所述夹杂物适用于与所述基材反应，用以改变所述基材的至少一部分受压位置的刚度。
[0006]在一种示意性的实施例中，所述基材内形成导流腔，适用于引导所述夹杂物流经所述基材。
[0007]在一种示意性的实施例中，所述导流腔被构造成网状结构，沿所述基材的长度和/或宽度方向设置。
[0008]在一种示意性的实施例中，所述导流腔包括：多个经线腔，沿所述基材的宽度方向设置；多个纬线腔，沿所述基材的长度方向设置，每个所述纬线腔与至少一部分所述经线腔连通；进液口，形成于所述经线腔和/或纬线腔上，适用于引导所述夹杂物流入所述导流腔；以及出液口，形成于所述经线腔和/或纬线腔上，适用于引导所述夹杂物流出所述导流腔。
[0009]在一种示意性的实施例中，所述第一材料包括以聚2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠作为第一网络单体制成的双网络水凝胶。
[0010]在一种示意性的实施例中，所述第二材料包括以2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙磺酸钠盐及以N,N'
‑
亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂的水溶液；其中，在所述基材受到压力的状态下，所述夹杂物适用于与所述基材反应以形成更多的双网络水凝胶，用以提升所述基材的受压位置的刚度。
[0011]本公开的一方面还提供一种刚度可变系统，包括：由刚度可变复合材料制成的基材层；感应组件，设置于所述基材层的第一面，适用于检测由与所述第一面向背的基材层的第二面向所述第一面施加的压力；以及循环组件，和导流腔连通并与所述感应组件通讯连
接，适用于依据所述感应组件检测的压力调节流入所述导流腔的夹杂物的浓度、压力及流量中的至少一种。
[0012]在一种示意性的实施例中，所述感应组件包括电阻式压力传感器。
[0013]在一种示意性的实施例中，所述循环组件包括：储液单元，适用于存储所述夹杂物，所述储液单元的进液端及出液端分别和所述导流腔导通；液泵单元，和所述储液单元连通，适用于将所述夹杂物输入或抽出所述导流腔；以及控制单元，和所述感应组件及储液单元和/或液泵单元通讯连接，适用于采集所述感应组件输出的信号，并依据所述信号控制所述储液单元和/或液泵单元，用以将所述夹杂物输入所述导流腔。
[0014]本公开的一方面还提供一种抓取设备，包括：多个手指部；以及所述的刚度可变复合材料形成的设置于至少一部分所述手指部用于和物品接触的表面的基材层。
[0015]本专利技术的实施例中公开了一种刚度可变复合材料、刚度可变系统及抓取设备。基材及流经基材的夹杂物形成一种刚度可变复合材料，在基材受到压力的状态下，由第一材料制成的基材与第二材料制成的夹杂物进行反应，以提升基材的至少一部分受压位置的刚度，以使得提升该位置的耐磨性，可较为有效的提升与物品接触位置的使用寿命。
附图说明
[0016]图1是根据本公开的一种示意性实施例的刚度可变复合材料的示意图；
[0017]图2是图1所示的示意性实施例中刚度可变复合材料的的导流腔部分的俯视图；
[0018]图3是图1所示的示意性实施例中基材与夹杂物进行反应的反应过程图；3A是2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠高分子聚合物链的共价键发生断裂形成机械自由基的反应过程图；3B是2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙磺酸钠盐形成新的自由基的反应过程图；3C是两个新的自由基发生自由基聚合形成第二聚2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠高分子聚合物链的反应过程图；3D是N,N'
‑
亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂与第二聚2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠高分子聚合物链形成共价键的反应过程图；
[0019]图4是根据本公开的一种示意性实施例的刚度可变系统的模块连接图；以及
[0020]图5是根据本公开的一种示意性实施例的抓取设备的仰视图。
[0021]附图标记
[0022]1、刚度可变系统；
[0023]11、基材层；
[0024]111、基材；
[0025]112、夹杂物；
[0026]113、导流腔；
[0027]12、感应组件；
[0028]13、循环组件；
[0029]2、底座；以及
[0030]21、手指部。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照
附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0032]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0033]在此使用的所有术语包括技术和科学术语具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0034]在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刚度可变复合材料，其特征在于，包括：第一材料制成的基材(111)；以及第二材料制成的夹杂物(112)；其中，所述夹杂物(112)流经所述基材(111)，在所述基材(111)受到压力的状态下，所述夹杂物(112)适用于与所述基材(111)反应，用以改变所述基材(111)的至少一部分受压位置的刚度。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述基材(111)内形成导流腔(113)，适用于引导所述夹杂物(112)流经所述基材(111)。3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述导流腔(113)被构造成网状结构，沿所述基材的长度和/或宽度方向设置。4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述导流腔包括：多个经线腔，沿所述基材的宽度方向设置；多个纬线腔，沿所述基材的长度方向设置，每个所述纬线腔与至少一部分所述经线腔连通；进液口，形成于所述经线腔和/或纬线腔上，适用于引导所述夹杂物流入所述导流腔；以及出液口，形成于所述经线腔和/或纬线腔上，适用于引导所述夹杂物流出所述导流腔。5.根据权利要求1至4中任一所述的复合材料，其特征在于，所述第一材料包括以聚2
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丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠作为第一网络单体制成的双网络水凝胶。6.根据权利要求5所述的复合材料，其特征在于，所述第二材料包括以2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙磺酸钠盐及以N,N'
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙一博，张凯，渐南南，吕荣浩，伊继烜，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：