【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术涉及柔性作动器的，特别是基于介电液压放大作动器的柔性主动可变关节及其方法的。
技术介绍
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技术介绍
1、新的机器人驱动技术—液压放大自愈式静电作动器，简称hasel，它由多个内含油液外包电极的软质小袋子组成，当通电后，电极会释放电场驱动这些小袋子收缩，从而模拟人类肌肉收缩与膨胀。
2、软体机器人相较于刚性机器人对于与之协作的人类更安全，也能够保护软体或表面精度较高的对象不受损伤，工业领域中的柔性机械臂、机械手和管道爬行机器人都需要柔性主动可变关节，因此成为近年来机器人领域新发展的一个方向。
3、现有各类软体作动器都存在一定的问题，如气动肌肉需要气泵和节流阀控制重量偏大，卷绕型人工尼龙肌肉响应速度太慢，介电弹性体存在被高压击穿后难以愈合等问题，这些问题限制了软体机器人技术的进一步发展。近年来提出的介电液压放大作动器不需要外部设备输送流体介质，而且具有自愈合能力和较高的响应速度，因此有望进一步提高软体机器人的性能。
技术实现思路
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技术实现思路
1、本专利技术的目的就是解决现有技术中的问题，提出基于介电液压放大作动器的柔性主动可变关节及其方法，能够利用麦克斯韦应力在充满液体电介质的软结构中局部产生液压力，并利用液压力驱动关节变形；且本专利技术中的作动单元具备自我修复能力。
2、为实现上述目的，本专利技术提出了基于介电液压放大作动器的柔性主动可变关节，包括基板、作动单元、固定螺母、固定螺钉、板间拉簧和柔
3、作为优选，所述基板上设置有固定孔，固定螺钉穿过固定孔后与固定螺母配合。
4、作为优选，多个所述的作动单元周向均布在基板上。
5、作为优选，所述作动单元包括介电薄膜、上极板、液体电介质和下极板，所述上极板、液体电介质、下极板均在介电薄膜内，液体电介质上下两端分别设有上极板、下极板；进一步地，所述介电薄膜的材料为聚丙烯薄膜，所述上极板与下极板的材料为水凝胶或碳脂，所述液体电介质的材料为液态介电油，所述上极板、下极板为扇形且上极板、下极板中间设有圆形中空区域，上极板与下极板分别连接电源正极和地极。
6、作为优选，所述板间拉簧包括连接环和拉簧，连接环固连于拉簧两端，拉簧通过连接环、固定螺母、固定螺钉固定于上下设置的基板之间。
7、作为优选，所述柔性球齿轮为一对相互啮合的球形齿轮，柔性球齿轮的各齿能实现柔性变形，柔性球齿轮用于保证在作动单元变形时保持啮合状态，限制一对作动单元变形时的切向滑动。
8、本专利技术提出了基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节的控制方法：
9、在作动单元未作动时，板间拉簧为未拉伸状态，作动单元作动时，上下设置的基板的距离增大，板间拉簧拉伸；
10、作动前，柔性主动变形关节由板间拉簧固定，保持初始状态；作动时，作动单元中的上极板、下极板受电源控制产生电压差，通过麦克斯韦应力，上极板、下极板挤压中间的液体电介质使得作动单元产生鼓包，从而控制多对作动单元的鼓包大小，实现不同的变形程度；同时，在若干个作动单元上设置有柔性球齿轮，限制了鼓包对在变形时的切向滑动，以辅助实现不同作动变形效果；
11、当所述的作动单元发生电压击穿损坏时，作动单元内的液体电介质流入损坏区域后重新密封介质层并回到绝缘状态。
12、本专利技术的有益效果：本专利技术不需要外部设备输送流体介质，也能实现关节的变形，而且具有自愈合能力和较高的响应速度。本专利技术中的作动单元即为介电液压放大作动器，能够为关节提供液压力以驱动变形；在发生电压击穿损坏时，液体电介质流入损坏区域后重新密封介质层并回到绝缘状态。
13、作动前，关节由板间拉簧固定，保持初始状态。作动时，作动单元中的上、下电极受电源控制产生电压差，通过麦克斯韦应力，上下极板挤压中间液体电介质使得作动单元产生鼓包，从而控制多对作动单元的鼓包大小，实现不同的变形程度。同时，在若干个作动单元上设置有柔性球齿轮，限制了鼓包对在变形时的切向滑动，以辅助实现不同作动变形效果。
14、本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
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1.基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：包括基板(1)、作动单元(2)、固定螺母(3)、固定螺钉(4)、板间拉簧(5)和柔性球齿轮(6)，所述基板(1)数量为2且上下相对设置，基板(1)之间固定有若干对的作动单元(2)，相对设置的所述作动单元(2)间固定有柔性球齿轮(6)，柔性球齿轮(6)可在作动单元(2)作动时跟随发生形变；所述板间拉簧(5)通过固定螺母(3)、固定螺钉(4)分别固定在一对所述的基板(1)之间。
2.如权利要求1所述的基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：所述基板(1)上设置有固定孔(11)，固定螺钉(4)穿过固定孔(11)后与固定螺母(3)配合。
3.如权利要求1所述的基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：多个所述的作动单元(2)周向均布在基板(1)上。
4.如权利要求1所述的基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：所述作动单元(2)包括介电薄膜(21)、上极板(22)、液体电介质(23)和下极板(24)，所述上极板(22)、液体电介质(23)、下极板(24)均
5.如权利要求4所述的基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：所述介电薄膜(21)的材料为聚丙烯薄膜，所述上极板(22)与下极板(24)的材料为水凝胶或碳脂，所述液体电介质(23)的材料为液态介电油。
6.如权利要求4所述的基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：所述上极板(22)、下极板(24)为扇形且上极板(22)、下极板(24)中间设有圆形中空区域，上极板(22)与下极板(24)分别连接电源正极和地极。
7.如权利要求1所述的基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：所述板间拉簧(5)包括连接环(51)和拉簧(52)，连接环(51)固连于拉簧(52)两端，拉簧(52)通过连接环(51)、固定螺母(3)、固定螺钉(4)固定于上下设置的基板(1)之间。
8.如权利要求1所述的基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：所述柔性球齿轮(6)为一对相互啮合的球形齿轮，柔性球齿轮(6)的各齿能实现柔性变形，柔性球齿轮(6)用于保证在作动单元(2)变形时保持啮合状态，限制一对作动单元(2)变形时的切向滑动。
9.一种基于如权利要求1～8任一项所述基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节的控制方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：包括基板(1)、作动单元(2)、固定螺母(3)、固定螺钉(4)、板间拉簧(5)和柔性球齿轮(6)，所述基板(1)数量为2且上下相对设置，基板(1)之间固定有若干对的作动单元(2)，相对设置的所述作动单元(2)间固定有柔性球齿轮(6)，柔性球齿轮(6)可在作动单元(2)作动时跟随发生形变；所述板间拉簧(5)通过固定螺母(3)、固定螺钉(4)分别固定在一对所述的基板(1)之间。
2.如权利要求1所述的基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：所述基板(1)上设置有固定孔(11)，固定螺钉(4)穿过固定孔(11)后与固定螺母(3)配合。
3.如权利要求1所述的基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：多个所述的作动单元(2)周向均布在基板(1)上。
4.如权利要求1所述的基于介电液压放大作动器的柔性主动变形关节，其特征在于：所述作动单元(2)包括介电薄膜(21)、上极板(22)、液体电介质(23)和下极板(24)，所述上极板(22)、液体电介质(23)、下极板(24)均在介电薄膜(21)内，液体电介质(23)上下两端分别设有上极板(22)、下极板(24)。
5.如权利...
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