本发明专利技术公开了一种自动修补片及管道自动修补装置和方法。该自动修补片包括电极接口、支撑层和两个电活性层。两个电活性层的结构相同，均由介电弹性层和位于介电弹性层相反侧的两个相容性电极层组成。介电弹性层的材质均为介电弹性体两个电活性层分别粘接在支撑层的相反侧。两个电活性层在粘接在支撑层时经过预拉伸，且拉伸方向相互垂直。两个电活性层对支撑层的拉力使得自动修补片呈现双弯曲稳态结构。本发明专利技术将受到相互垂直的预拉伸力的两个电活性层粘贴在支撑层的相反侧，形成了具有两个弯曲稳态的自动修补片。该自动修补片通过向其中一个电活性层施加电压的方式即可实现稳态切换；能够便捷地实现管道自动修补。能够便捷地实现管道自动修补。能够便捷地实现管道自动修补。
【技术实现步骤摘要】
一种自动修补片及管道自动修补装置和方法
[0001]本专利技术属于管道修补设备
，具体涉及一种自动修补片及管道自动修补装置和方法。
技术介绍
[0002]在长时间使用中，管道会逐渐老化或腐蚀，进而易产生裂纹、穿孔等问题。因此，管道的修补日益重要。现有的管道修补方式较为复杂，不利于在管道出现破损的第一时间实现快速维修；此外，较为复杂的修补方式也使得利用机器人实现自动修补的难度较大。因此，需要设计一种修补过程便捷，能够配合管道爬行机器人实现管道自动修补的自动修补片。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种自动修补片及管道自动修补装置和方法
[0004]第一方面，本专利技术提供一种自动修补片，其包括电极接口、支撑层和两个电活性层。两个电活性层的结构相同，均由介电弹性层和位于介电弹性层相反侧的两个相容性电极层组成。介电弹性层的材质均为介电弹性体两个电活性层分别粘接在支撑层的相反侧。两个电活性层在粘接在支撑层时经过预拉伸，且拉伸方向相互垂直。两个电活性层对支撑层的拉力使得自动修补片呈现双弯曲稳态结构。电极接口设置在自动修补片的其中一侧。电极接口上设置有四个第一触点；其中两个第一触点与其中一个电活性层上的两个相容性电极层分别电连接；另两个第一触点与另一个电活性层上的两个相容性电极层分别电连接。
[0005]作为优选，所述的介电弹性层采用丙烯酸酯胶膜。支撑层的材质为聚酰亚胺或聚酯。
[0006]作为优选，初始状态下，电极接口处于自动修补片内凹的一侧。在电极接口处于自动修补片外凸一侧的情况下，自动修补片的弯曲角度超过180
°
。
[0007]作为优选，两个电活性层的相反侧均设置有密封层；密封层的材质为橡胶。
[0008]第二方面，本专利技术提供一种管道自动修补装置，其包括安装基座，以及安装在安装基座上的修补片存放机构和修补送料机构。修补片存放机构包括修补片存放盒和存放盒移动机构。修补片存放盒由存放盒移动机构驱动进行移动。修补片存放盒上设置有若干个多个存放槽；各存放槽用于叠放存储自动修补片。所述的修补送料机构包括推进组件、升降组件、翻转组件和吸取组件。推进组件、升降组件、翻转组件分别用于驱动吸取组件横向移动、竖直方向移动、绕水平轴线翻转。
[0009]所述的吸取组件安装在翻转组件内的翻转杆的外端。吸取组件包括吸取爪、限位盘、弹簧和供电插头。限位盘固定在翻转杆上。吸取爪与翻转杆滑动连接。吸取爪位于限位盘远离翻转杆的一侧。吸取爪与限位盘之间设置有若干根弹簧。吸取爪的外侧设置有若干个吸臂；吸臂的外端固定有负压吸盘。翻转杆的外端贯穿吸取爪，且固定有供电插头。供电
插头的外端设置有四个第二触点。四个第二触点的相对位置与四个第一触点的相对位置分别对应。初始状态下，供电插头处于各吸盘靠近吸取爪的一侧。
[0010]作为优选，所述的存放盒移动机构包括第一导向杆、第一驱动机构、第二导向杆和第二驱动机构。在水平面上相互垂直的第一导向杆和第二导向杆均与修补片存放盒滑动连接。第一导向杆和第二导向杆的两端均固定有滑块。第一导向杆的两端与安装基座其中两个相互正对的内侧壁上的滑槽滑动连接。第二导向杆的两端滑块与安装基座上另两个相互正对的内侧壁上的滑槽滑动连接。第一驱动机构包括第一电机和第一丝杠。第一丝杠转动连接在安装基座内，并与固定在第一导向杆上的螺母构成螺旋副。第一电机固定在安装基座内，且输出轴与第一丝杠的端部固定。第二驱动机构包括第二电机和第二丝杠。第二丝杠转动连接在安装基座内，并与固定在第二导向杆上的螺母构成螺旋副。第二电机固定在安装基座内，且输出轴与第二丝杠的端部固定。
[0011]作为优选，所述的推进组件包括第三导向杆、第三丝杠、第三电机、推进支座和连接块。水平设置的两根第三导向杆均与安装基座滑动连接。两根第三导向杆的一端与推进支座固定；连接块与两根第三导向杆固定。第三丝杠的一端与推进支座转动连接。第三丝杠的另一端与连接块转动连接。第三电机固定在连接块上，且输出轴与第三丝杠固定。
[0012]作为优选，所述的升降组件包括升降杆和升降驱动机构。升降杆滑动连接在推进支座上，由升降驱动机构驱动进行升降运动。升降驱动机构包括曲柄盘、第一连杆、摇杆、第二连杆和第四电机。轴线水平的曲柄盘转动连接在推进支座上。第四电机固定在推进支座上；第四电机的输出轴与曲柄盘固定。摇杆的内端转动连接在推进支座上。第一连杆的一端与曲柄盘上的偏心位置转动连接。第一连杆的另一端与摇杆的中部转动连接。摇杆的外端与第二连杆的一端转动连接。第二连杆的另一端与升降杆的顶端转动连接。
[0013]作为优选，所述的翻转组件包括翻转杆和第五电机。翻转杆内端与升降杆的底端构成转动副；第五电机固定在升降杆的底端，其输出轴与翻转杆的内端固定。
[0014]该管道自动修补装置的工作方法如下：
[0015]步骤一、通过人工或者机器人将该管道自动修补装置移动至管道的破损处。推进组件、升降组件、翻转组件带动吸取组件移动至修补片存放盒的正上方，并吸取一片自动修补片。
[0016]步骤三、升降组件带动被吸取的自动修补片升高；翻转组件带动被吸取的自动修补片翻转；使得自动修补片的外凸侧朝向管道破损处。
[0017]步骤四、控制模块向供电插头中与自动修补片的外凸侧的电活性层对应的两个触点施加电压；推进组件带动被吸取的自动修补片向管道破损处移动；当自动修补片抵住管道破损处后，吸取爪保持静止，而供电插头继续移动，直到供电插头插入自动修补片上电极接口，使得自动修补片发生稳态变化，包裹住管道破损处。
[0018]步骤五、负压吸盘停止吸附，修补送料机构复位。
[0019]本专利技术具有的有益效果是：
[0020]1.本专利技术将受到相互垂直的预拉伸力的两个电活性层粘贴在支撑层的相反侧，形成了具有两个弯曲稳态的自动修补片。该自动修补片通过向其中一个电活性层施加电压的方式即可实现稳态切换；能够便捷地实现管道自动修补。
[0021]2.本专利技术提供的管道自动修补装置中吸取爪与供电插头能够相对滑动；在不依靠
任何传感器的情况下，能够在自动修补片抵住管道前避免自动修补片发生稳态切换，在自动修补片抵住管道后自动发生稳态切换，实现管道修补。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例1提供的自动修补片的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例1提供的自动修补片进行稳态切换示意图
[0024]图3为本专利技术实施例1中提供的电活性层的结构示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例1中提供的自动修补片进行管道修补的示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例2提供的管道自动修补装置的结构示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例2中升降组件的结构示意图；
[0028]图7为本专利技术实施例2中翻转组件的结构示意图；
[0029]图8为本专利技术实施例2中吸取组件的结构示意图；
[0030]图9为本专利技术实施例2中将管道自动修补装置搭载在机器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自动修补片，其特征在于：包括电极接口(1)、支撑层(2)和两个电活性层(3)；两个电活性层(3)的结构相同，均由介电弹性层(3
‑
1)和位于介电弹性层(3
‑
1)相反侧的两个相容性电极层(3
‑
2)组成；介电弹性层(3
‑
1)的材质均为介电弹性体两个电活性层(3)分别粘接在支撑层(2)的相反侧；两个电活性层(3)在粘接在支撑层(2)时经过预拉伸，且拉伸方向相互垂直；两个电活性层(3)对支撑层(2)的拉力使得自动修补片呈现双弯曲稳态结构；电极接口(1)设置在自动修补片的其中一侧；电极接口(1)上设置有四个第一触点(1
‑
1)；其中两个第一触点(1
‑
1)与其中一个电活性层(3)上的两个相容性电极层(3
‑
2)分别电连接；另两个第一触点(1
‑
1)与另一个电活性层(3)上的两个相容性电极层(3
‑
2)分别电连接。2.根据权利要求1所述的一种自动修补片，其特征在于：所述的介电弹性层(3
‑
1)采用丙烯酸酯胶膜；支撑层(2)的材质为聚酰亚胺或聚酯。3.根据权利要求1所述的一种自动修补片，其特征在于：初始状态下，电极接口(1)处于自动修补片内凹的一侧；在电极接口(1)处于自动修补片外凸一侧的情况下，自动修补片的弯曲角度超过180
°
。4.根据权利要求1所述的一种自动修补片，其特征在于：两个电活性层(3)的相反侧均设置有密封层；密封层的材质为橡胶。5.一种管道自动修补装置，包括安装基座(5)，以及安装在安装基座(5)上的修补片存放机构和修补送料机构；其特征在于：修补片存放机构包括修补片存放盒(6)和存放盒移动机构；修补片存放盒(6)由存放盒移动机构驱动进行移动；修补片存放盒(6)上设置有若干个多个存放槽；各存放槽用于存储如权利要求1
‑
4中任意一项所述的自动修补片；所述的修补送料机构包括推进组件、升降组件、翻转组件和吸取组件；推进组件、升降组件、翻转组件分别用于驱动吸取组件横向移动、竖直方向移动、绕水平轴线翻转；所述的吸取组件安装在翻转组件内的翻转杆(20)的外端；吸取组件包括吸取爪(21)、限位盘(22)、弹簧(23)和供电插头(24)；限位盘(22)固定在翻转杆(20)上；吸取爪(21)与翻转杆(20)滑动连接；吸取爪(21)位于限位盘(22)远离翻转杆(20)的一侧；吸取爪(21)与限位盘(22)之间设置有若干根弹簧(23)；吸取爪(21)的外侧设置有若干个吸臂；吸臂的外端固定有负压吸盘；翻转杆(20)的外端贯穿吸取爪(21)，且固定有供电插头(24)；供电插头(24)的外端设置有四个第二触点；四个第二触点的相对位置与四个第一触点(1
‑
1)的相对位置分别对应；初始状态下，供电插头(24)处于各吸盘靠近吸取爪(21)的一侧。6.根据权利要求5所述的一种管道自动修补装置，其特征在于：所述的存放盒移动机构包括第一导向杆(7)、第一驱动机构、第二导向杆(8)和第二驱动机构；在水平面上相互垂直的第一导向杆(7)和第二导向杆(8)均与修补片存放盒(6)滑动连接；第一导...
【专利技术属性】
技术研发人员：许明，马进，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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