[发明专利]一种两自由度电驱动软体驱动器

说明书

本发明公开了一种两自由度电驱动软体驱动器，所述驱动器包括上盖板、软基体、驱动单元、下盖板，软基体固接在上盖板和下盖板之间；所述驱动单元粘结于软基体外表面凹槽内，驱动单元连接到外部电源，外部电源对驱动单元通电后，驱动单元发生收缩变形带动软基体扭转，同时上盖板与下盖板之间的距离会随着软基体扭转而减小，使得软体驱动器可以同时执行扭转和收缩两种方式的运动；切断外部电源后，驱动单元逐渐伸长回复至初始长度，带动软基体反向扭转，同时上盖板和下盖板之间的距离增加，软体驱动器回复至初始状态。本发明的两自由度电驱动软体驱动器，通过外部电源驱动且只需要很小的驱动电压，结构简单，响应速率快，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及软体驱动器领域，尤其是一种两自由度电驱动软体驱动器。

背景技术

传统的刚性机器人由刚性材料制成，它是一个高度集成的智能化机电系统，具有输出载荷大、运动精确等优点，但刚性机器人与目标物体之间通常是刚性接触，存在刚性大、自重大、难以抓取易碎物品等缺点；软体机器人具有固有的柔顺性、灵活性和抗冲击性等特点，可以与人之间产生安全的交互；由流体驱动的软体驱动器，通常由压缩空气或者液体作为驱动源，这需要笨重的气体压缩机或者泵来输送流体，且此类驱动器难以抵抗穿刺破坏，易发生流体泄漏，导致驱动性能大幅下降，另外，复杂的控制系统也是此类驱动器遇到的问题，针对以上情况，有必要研究一种新型的软体驱动器来解决这些问题。

发明内容

本发明的目的为了解决背景技术中存在的问题，提供了一种两自由度电驱动软体驱动器。

本发明采用的技术方案如下：

一种两自由度电驱动软体驱动器，包括上盖板、软基体、驱动单元、下盖板；软基体固接在上盖板和下盖板之间，形成软体驱动器的支撑框架；驱动单元粘结于软基体外表面凹槽内，驱动单元连接到外部电源，对驱动单元通电，驱动单元会发生收缩变形带动软基体扭转，同时上盖板与下盖板之间的距离会随着软基体扭转而减小，使得软体驱动器可以同时执行扭转和收缩两种方式的运动；切断外部电源后，驱动单元逐渐伸长，回复至初始长度，带动软基体反向扭转，同时上盖板和下盖板之间的距离增加，软体驱动器回复至初始状态。

上述技术方案中，进一步地，所述的软基体由硅胶材料浇筑而成，所述软基体由四个相同的圆弧曲面包围组成，圆弧曲面的上、下端面分别固定连接所述上盖板和下盖板(目的是防止软基体产生不规则变形)，软基体的四条棱边上均布置有缺口，目的是为了削弱棱边对软体驱动器变形的抑制，其中每个圆弧曲面外表面上均布置有两个沿同一对角线方向分布的六边形凹槽(六边形凹槽最长的对角线所在的直线与圆弧曲面的对角线重合)，在圆弧曲面内表面也布置有同样的沿相反对角线方向分布的六边形凹槽，外表面六边形凹槽用于添加所述驱动单元，内表面六边形凹槽用于减小圆弧曲面的厚度，使软体驱动器更容易发生变形，外部电源对驱动单元通电时，软体驱动器的所有圆弧曲面绕软体驱动器的中心轴线扭转。

进一步地，所述的软体驱动器根据驱动单元布置的对角线方向不同，可分为顺时针变形软体驱动器和逆时针变形软体驱动器。

进一步地，所述的上盖板和下盖板为树脂材料经3D打印制成，上下盖板上均设有圆弧结构，且所述圆弧的外径和软基体中圆弧曲面的内径相同，目的是为了实现上下盖板和软基体的紧密连接。

进一步地，所述的驱动单元由液晶弹性体材料和包裹在液晶弹性体材料内部的金属导线加工而成，其大小和形状与凹槽相同；外部电源对驱动单元通电，金属导线会加热驱动单元，使驱动单元可以沿对角线方向发生收缩变形；所有驱动单元通过金属导线串联导通，然后与外部电源连接，形成封闭回路。

本发明的有益效果是：