[发明专利]柔体执行器及其制备方法、执行装置

说明书

本申请公开了一种柔体执行器及其制备方法、执行装置，该柔体执行器包括：柔性衬底、电极层以及湿敏层。其中，电极层嵌入柔性衬底内，包括第一电极端、第二电极端以及连接在第一电极端与第二电极端之间的电极线路，当第一电极端以及第二电极端上施加有电压时，电极线路中产生电流。湿敏层设置在柔性衬底的第一表面或第二表面，被配置为在环境湿度发生改变时带动柔性衬底发生形变。该方案能够在电磁驱动的基础上，使得柔体执行器具有湿度响应，有利于减小柔体执行器的驱动电压，以及扩展柔体执行器的适用领域。

技术领域

本申请涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种柔体执行器及其制备方法、执行装置。

背景技术

柔体执行器可以应用在各种工业、农业、消费电子、军事、医学等不同领域，具有灵活性高、环境适应性强、人机交互性好的特点。常见的驱动方式有热驱动、电驱动、气体驱动、电磁驱动等不同方式。其中电磁驱动方式是将柔体执行器放置于均匀的磁场环境中，随着输入电流大小与方向不同，在洛伦兹力作用下执行器形变大小与方向随之改变。电磁驱动的柔体执行器可以产生较大的执行力，响应迅速，形变可控，一直是柔体执行器研究热点。然而，电磁驱动的柔体执行器也存在对磁性环境要求较高，驱动电压较大的问题。

发明内容

本申请提供了一种柔体执行器及其制备方法、执行装置，能够有效地改善上述问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种柔体执行器，包括：

柔性衬底；

电极层，嵌入所述柔性衬底内，所述电极层包括第一电极端、第二电极端以及连接在第一电极端与第二电极端之间的电极线路，当所述第一电极端以及所述第二电极端上施加有电压时，所述电极线路中产生电流；

湿敏层，设置在所述柔性衬底的第一表面或第二表面，所述湿敏层被配置为在环境湿度发生改变时带动所述柔性衬底发生形变。

进一步地，所述湿敏层包括多个间隔设置的湿敏条。

进一步地，每个所述湿敏条与所述电极线路在所述柔性衬底上的正投影至少部分重叠。

进一步地，多条所述湿敏条平行排列，所述电极线路包括多条平行排列的电极线，每条所述湿敏条与一条所述电极线在所述柔性衬底上的正投影至少部分重叠。

进一步地，所述柔性衬底内具有第一沟道，所述第一沟道中填充有液态金属，构成所述电极层。

进一步地，所述柔性衬底包括：第一柔性膜层和第二柔性膜层，所述第一柔性膜层表面设置有第一凹槽，所述第二柔性膜层设置在第一柔性膜层的设置有所述第一凹槽的表面，构成所述第一沟道。

进一步地，所述柔体执行器还包括电极引线，所述电极引线设置在所述柔性衬底表面，所述电极引线配置为将所述第一电极端和/或所述第二电极端引出到所述柔性衬底的边缘位置。

进一步地，所述柔体执行器还包括：与所述柔性衬底层叠设置的柔性盖体，

所述柔性盖体与所述柔性衬底之间具有第二沟道，所述柔性衬底中设置有连通所述第二沟道与所述第一电极端和/或所述第二电极端的孔，所述第二沟道与所述孔中填充有液态金属，构成所述电极引线。

第二方面，本申请实施例提供了一种柔体执行器的制备方法，所述方法包括：

在柔性衬底内嵌入电极层，所述电极层包括第一电极端、第二电极端以及连接在第一电极端与第二电极端之间的电极线路，当所述第一电极端以及所述第二电极端上施加有电压时，所述电极线路中产生电流；

在所述柔性衬底的第一表面或第二表面形成湿敏层，所述湿敏层被配置为在环境湿度发生改变时带动所述柔性衬底发生形变。

进一步地，所述在柔性衬底内嵌入电极层，包括：

形成表面具有第一凹槽的第一柔性膜层；