[发明专利]基于外骨骼增强的气动软体弯曲驱动器

权利要求书

1.一种基于外骨骼增强的气动软体弯曲驱动器，其特征在于，包括气腔(1)、外骨骼(2)以及气管；

所述气腔(1)中心轴线的两侧呈非对称设置，所述气腔(1)横截面形状包括两个长轴相等的半椭圆圆弧，所述气腔(1)中心轴线一侧的半椭圆圆弧的短轴长度呈三角函数周期分布，所述气腔(1)中心轴线另一侧的半椭圆圆弧的短轴长度为定值；

所述外骨骼(2)紧附在气腔(1)外表面，且所述气腔(1)带动外骨骼(2)产生弯曲形变；

所述气管与气腔(1)连通，用于所述气腔(1)的充气或放气；

所述气腔(1)中心轴线一侧的短轴长度的三角函数为：

其中，a₁为短轴；b为长轴；s为幅值缩放参数；T为波纹特征周期；Z为变量；f(z)为函数；

所述气腔(1)中心轴线一侧短轴长度呈三角函数周期分布的半椭圆圆弧对应的外骨骼(2)结构包括拱形带，所述拱形带包裹气腔(1)的波峰。

2.如权利要求1所述的基于外骨骼增强的气动软体弯曲驱动器，其特征在于，所述气腔(1)材料的杨氏模量在50-200kPa。

3.如权利要求1所述的基于外骨骼增强的气动软体弯曲驱动器，其特征在于，所述外骨骼(2)材料的杨氏模量为气腔(1)材料杨氏模量的20-40倍。

4.如权利要求1所述的基于外骨骼增强的气动软体弯曲驱动器，其特征在于，所述气腔(1)中心轴线另一侧的短轴长度为固定值的半椭圆圆弧对应的外骨骼(2)结构包括不规则形状的孔洞和/或规则形状的孔洞。

5.如权利要求1所述的基于外骨骼增强的气动软体弯曲驱动器，其特征在于，所述外骨骼(2)为一体成型制作而成，且所述外骨骼(2)材料在气腔(1)外表面的分布由拓扑优化方法计算得到。

6.如权利要求1所述的基于外骨骼增强的气动软体弯曲驱动器，其特征在于，所述外骨骼(2)与气腔(1)外表面的连接处均紧固连接。

7.如权利要求1所述的基于外骨骼增强的气动软体弯曲驱动器，其特征在于，还包括连接法兰(3)，所述连接法兰(3)包括连接支座(5)和法兰底座(6)，所述连接支座(5)与法兰底座(6)紧固连接；

所述连接支座(5)背离法兰底座(6)的一侧伸入气腔(1)内并与气腔(1)内壁紧密贴合，所述法兰底座(6)上设置有贯通气道，所述气管通过贯通气道与气腔(1)连通。

8.如权利要求7所述的基于外骨骼增强的气动软体弯曲驱动器，其特征在于，所述法兰底座(6)位于气腔(1)外的侧面设置有多个固定孔。