本发明涉及气动软体机器人领域，涉及柔性电子产品应用领域，具体为一种用于柔性电子共形转印的气动软体机械手。
背景技术：
1、柔性电子以其柔软性、可延展性、重量轻等显著优点在柔性显示、电子皮肤、便携电子产品、生物医疗和航空航天等方面得到诸多应用，显示出其超凡的商业价值与发展前景。
2、其中研究柔性电子在诸如飞行器表面复杂结构或流形曲面如何实现共形集成,如何实现大面积分布式实时感知是具有重大意义的。难点是如何将具备柔软、轻质、非平面等特点的柔性电子共形转印到复杂曲面结构上。
3、目前,传统的电子器件的相关制备转移贴放等工艺已发展较为成熟。而这种电子器件一般集成在较为刚性的平面基板上,面积较小,变形能力有限,在诸如大面积、大变形、复杂曲面的结构上使用较为局限,工作量大,引线密集,增加重量。而柔性电子具有大面积、轻质、非平面、易变形等特点,在上述复杂结构上具有无与伦比的优势。但一般常用于电子器件转移贴放工艺不能很好地解决柔性电子曲面共形转印工艺问题,无法自由灵活地实现操作对象与目标曲面的共形变形。因此,就如何将柔性电子之类的柔性膜拾取转移、共形变形、贴放到大面积、大变形、复杂曲面的结构上提出了新的工艺难题,而其中共形变形的实现尤为重要。
4、因此，有必要设计一种气动软体机械手系统，以解决上述柔性薄膜共形转印的工艺问题。
技术实现思路
1、本发明专利的目的在于提供一种用于柔性电子共形转印的气动软体机械手系统，以解决上述柔性电子薄膜拾取转移、共形变形和贴放的工艺难题。
2、为实现上述目的，本发明专利提供如下方案：一种用于柔性电子共形转印的气动软体机械手系统，包括三轴直线运动模块、气动控制箱和软体机械手，其特征在于：所述三轴直线运动模块包括由桁架、滑轨及电机组成的x轴、y轴和z轴，x轴固定于地面，x、y、z轴上都安装有滑轨，x轴与y轴通过滑块与两滑轨间的相互配合产生连接，y轴与z轴之间的连接同理，各轴上安装有电机驱动，所述气动控制箱固定于z轴上，所述软体机械手通过锥形夹具安装在z轴上，所述气动控制箱与软体机械手之间有两根通气管相连，所述锥形夹具整体呈圆锥形，通过螺栓连接固定与z轴下端，锥形夹具的圆锥面设计有镂空，锥形夹具的下端与软体机械手的侧面通过胶粘的方式连接固定。
3、进一步限定，所述的软体机械手，其特征在于：所述软体机械手是由聚乙烯基硅氧烷材料制成的整体呈圆盘状的弹性体，该圆盘状弹性体内分布有多个气道和一个小空腔，其中气道位于弹性体内上部，小空腔位于弹性体内下部，气道与小空腔之间有一层弹性材料相隔，互不相通，气道和小空腔分别通过通气管与气动控制箱相连，圆盘状弹性体的底面设有多个透气微孔用于真空吸附。
4、进一步限定，所述的气道，其特征在于：气道截面呈长方形，多个气道之间相互连通，气道按不同的排布密度分布于圆盘状弹性体上部，这样使得软体机械手工作时在气压和气道分布密度的共同影响下产生出符合目标表面的形变。
5、进一步限定，所述的小空腔，其特征在于：小空腔位于气道下方，小空腔通过圆盘状弹性体底面的微孔与外界相通，这样使得软体机械手工作时小空腔内产生负压形成真空吸附柔性薄膜，小空腔中有多个柱状体，柱状体将小空腔的底面和顶面连接起来，起支撑作用，使得所吸附柔性薄膜可以跟随软体机械手一同形变。
6、与现有技术相比，本发明的优点在于：
7、现有的能够实现柔性电子薄膜的共形转印的工艺方案基本上可分为两种，一种是通过多个刚性的机械手指去实现柔性膜上有限个点位位置的控制，以达到共形变形效果，另一种则依靠一种具有记忆功能的共形吸附盘实现柔性膜共形变形。本发明提供的通过气动软体机械手的变形实现共形转印的方案相比于现有的方案有着多个优势。其一：相比于刚性的机械手指，软体机械手产生的变形与目标曲面的相似度更高，这使得柔性薄膜贴放的更加精准，贴放过程中产生的空隙更小。其二：相比于共形吸附盘，软体机械手对于粘贴的柔性膜的面积几乎没有要求，共形吸附盘并不适用于较小的粘贴表面，且软体机械手制造起来更加容易。其三：相比于现有方案，本发明整体上结构简单，软体机械手仅仅为一圆盘大小，而现有的方案机械结构无不复杂繁琐。
1.一种用于柔性电子共形转印的气动软体机械手系统，包括三轴直线运动模块、气动控制箱(4)和软体机械手(8)，其特征在于：所述三轴直线运动模块包括x轴(7)、y轴(6)和z轴(5)，x轴(7)固定于地面，x、y、z轴上都安装有滑轨(10)，x轴(7)与y轴(6)通过滑块(11)与两滑轨(10)间的相互配合产生连接，y轴(6)与z轴(5)也通过滑块与两滑轨间的相互配合产生连接，各轴上安装有电机(12)驱动，所述气动控制箱(4)固定于z轴(5)上，所述软体机械手(8)通过锥形夹具(2)安装在z轴(5)上，所述气动控制箱(4)与软体机械手(8)之间有两根通气管(3)相连，所述锥形夹具(2)整体呈圆锥形，通过螺栓连接固定与z轴(5)下端，锥形夹具(2)的圆锥面设计有镂空，锥形夹具(2)的下端与软体机械手(8)的侧面通过胶粘的方式连接固定。
2.如权利要求1所述的一种用于柔性电子共形转印的气动软体机械手系统，其特征在于：所述软体机械手是由聚乙烯基硅氧烷材料制成的整体呈圆盘状的弹性体，该圆盘状弹性体内分布有多个气道和一个小空腔，其中气道位于弹性体内上部，小空腔位于弹性体内下部，气道与小空腔之间有一层弹性材料相隔，互不相通，气道和小空腔分别通过通气管(3)与气动控制箱(4)相连，圆盘状弹性体的底面设有多个透气微孔用于真空吸附。
3.如权利要求2所述的一种用于柔性电子共形转印的气动软体机械手系统，其特征在于：所述气道截面呈长方形，多个气道之间相互连通，气道按不同的排布密度分布于圆盘状弹性体上部，这样使得软体机械手(8)工作时在气压和气道分布密度的共同影响下产生出符合目标表面(1)的形变。
4.如权利要求2所述的一种用于柔性电子共形转印的气动软体机械手系统，其特征在于：所述小空腔位于气道下方，小空腔通过圆盘状弹性体底面的微孔与外界相通，这样使得软体机械手(8)工作时小空腔内产生负压形成真空吸附柔性薄膜(9)，小空腔中有多个柱状体，柱状体将小空腔的底面和顶面连接起来，起支撑作用，使得所吸附柔性薄膜(9)可以跟随软体机械手(8)一同形变。