低熔点合金多级可调刚度软体机械臂

本发明涉及软体机械臂，特别是一种低熔点合金多级可调刚度软体机械臂。

背景技术：

1、软体机械臂以其自由度多，运动灵活，环境相容性好。适合于人机交互作业的优势受到越来越多研究者的关注。但与刚性机械臂相比，软体机械臂的负载能力低，难以胜任钻孔、装配等要求一定负载能力的作业任务。因此出现的许多变刚度技术，其中以低熔点合金相变方式的变刚度机械臂可以实现刚度大范围变化，兼具软体机械臂和刚性机械臂的优点，但是以往低熔点合金软体机械臂只能实现刚度单一变化或者需要对温度有极其精准的调控才能实现单一熔点的合金实现固液共存，然而，由于低熔点合金的单一熔点特性，很难通过微调液体含量来实现连续刚度调节。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种低熔点合金多级可调刚度软体机械臂，实现了刚度的多级可调，更好适应工作环境。

2、本发明采用以下方案实现：一种低熔点合金多级可调刚度软体机械臂，由外壳限制层、硅胶主体、温度控制系统、多级刚度可调系统部件组成；所述外壳限制层由波纹管、下端连接盘组和上端连接盘组组成，所述硅胶主体呈柱状并位于波纹管内部，所述温度控制系统设置在硅胶主体内，所述多级刚度可调系统由多条低熔点合金组成并设置在硅胶主体内部。

3、进一步的，所述下端连接盘组和上端连接盘组均由连接盘a与连接盘b构成，波纹管端部夹在连接盘a与连接盘b之间，连接盘a与连接盘b通过螺栓连接在一起，连接盘a中心位置设有固定柱，固定柱周围设有若干沿周向均布的定位柱，所述硅胶主体端部设有分别与固定柱和定位柱过盈配合的中心孔和定位孔。

4、进一步的，所述硅胶主体通过膜具浇铸而成，硅胶主体内部设有三个沿周向均布的扇形气室，硅胶主体一端连接有与扇形气室相连通的气管。

5、进一步的，所述多级变刚度系统有三组并沿周向均布在硅胶柱体内部，多级变刚度系统由三条熔点不同的合金并行排列而成，分别是47°低熔点合金、58°低熔点合金、70°低熔点合金，所述多级变刚度系统旁侧设有温度控制系统，多级变刚度系统包括金属加热片和温度传感器，金属加热片外部包裹有聚酰亚胺。

6、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明低熔点合金多级可调刚度软体机械臂实现了刚度的多级可调，相比之前的低熔点合金软体机械臂在温度控制方面更加简单具有实际可行性，可以调整软体机械臂刚度更好适应工作环境。

7、为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

技术特征：

1.一种低熔点合金多级可调刚度软体机械臂，其特征在于：由外壳限制层、硅胶主体、温度控制系统、多级刚度可调系统部件组成；所述外壳限制层由波纹管、下端连接盘组和上端连接盘组组成，所述硅胶主体呈柱状并位于波纹管内部，所述温度控制系统设置在硅胶主体内，所述多级刚度可调系统由多条低熔点合金组成并设置在硅胶主体内部。

2.根据权利要求1所述的低熔点合金多级可调刚度软体机械臂，其特征在于：所述下端连接盘组和上端连接盘组均由连接盘a与连接盘b构成，波纹管端部夹在连接盘a与连接盘b之间，连接盘a与连接盘b通过螺栓连接在一起，连接盘a中心位置设有固定柱，固定柱周围设有若干沿周向均布的定位柱，所述硅胶主体端部设有分别与固定柱和定位柱过盈配合的中心孔和定位孔。

3.根据权利要求1所述的低熔点合金多级可调刚度软体机械臂，其特征在于：所述硅胶主体通过膜具浇铸而成，硅胶主体内部设有三个沿周向均布的扇形气室，硅胶主体一端连接有与扇形气室相连通的气管。

4.根据权利要求1所述的低熔点合金多级可调刚度软体机械臂，其特征在于：所述多级变刚度系统有三组并沿周向均布在硅胶柱体内部，多级变刚度系统由三条熔点不同的合金并行排列而成，分别是47°低熔点合金、58°低熔点合金、70°低熔点合金，所述多级变刚度系统旁侧设有温度控制系统，多级变刚度系统包括金属加热片和温度传感器，金属加热片外部包裹有聚酰亚胺。

技术总结
本发明涉及一种低熔点合金多级可调刚度软体机械臂，由外壳限制层、硅胶主体、温度控制系统、多级刚度可调系统部件组成；所述外壳限制层由波纹管、下端连接盘组和上端连接盘组组成，所述硅胶主体呈柱状并位于波纹管内部，所述温度控制系统设置在硅胶主体内，所述多级刚度可调系统由多条低熔点合金组成并设置在硅胶主体内部。本发明低熔点合金多级可调刚度软体机械臂实现了刚度的多级可调，相比之前的低熔点合金软体机械臂在温度控制方面更加简单具有实际可行性，可以调整软体机械臂刚度更好适应工作环境。

技术研发人员：东辉,王安,孙浩
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15