一种软体机器人材料制造的预拉伸装置的制作方法

本发明涉及一种软体机器人材料制造的预拉伸装置，属于功能材料制造装备领域。

背景技术：

目前机器人已广泛应用于军事侦察、工业生产、科学探测等诸多领域，对于国民经济和国防建设具有重要作用。近年来，机器人技术得到了快速发展，传统机器人的刚性部件结构，限制了传统机器人在未知或复杂的环境领域的应用，如军事侦察、灾难救援以及科学探测等领域；软体机器人技术应运而生，软体机器人一般由柔软的材料如氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sebs)、硅橡胶、水凝胶等一种或几种复合后制成；其柔性聚合物材料可承受大应变，但强度略显不足；为了确保软体材料在发生大变形时仍然具有良好的力学性能，需在材料制造过程中进行预拉伸，然后在预拉伸状态下对软体材料综合力学性能、电学性能进行调制，最终提高软体材料的服役性能，本发明提出一种对软体材料实施预拉伸的装置，利用本软体材料预拉伸制造装置，可以精确控制软体材料的预拉伸量，从而为实施大变形状态下软体材料的力学性能、电学性能调制提供保障，另外，本发明专利预拉伸装置具有整体结构简单、设计简洁、成本低、易实现等特点。

技术实现要素：

针对软体机器人用软体材料制造工艺的特殊要求，发明一种用于软体材料性能调制的预拉伸装置。利用本装置可以精确、简单地实现对软体材料进行预拉伸操作。

软体材料的预拉伸装置，其结构特征为：所述拉伸装置包括铝合金基座、导轨、夹具、滑块、固定块、标尺、带凹槽的支撑台、锁紧装置和右基座。

所述导轨对称安装在铝合金基座上，两个滑块分别安装在导轨上，并通过固定块将两个滑块联接在一起，构成滑动组件，在滑动组件上安装夹具装置和位置锁紧装置；

所述的导轨是两条长度为500mm～1000mm的导轨，两条导轨的间距为65～80mm，通过螺钉连接固定在铝合金基座上，其材料为钢。

所述的滑块由铝合金材料制成。两个滑块在水平位置保持对齐，固定块使得两个滑块保持固定对齐，且保证两个滑块同时滑动。

所述夹具为两个，一个用螺钉固定在滑动组件的固定块上，另一个固定在位于导轨末端的右基座上，夹具的夹紧力通过旋转螺母进行调节，其作用是夹紧材料、方便材料拉伸。

所述锁紧装置是滑动组件和手柄组成，通过手动扳紧手柄使滑动组件固定在导轨的特定位置，确保软体材料在固定的预拉伸状态下实施力学、电学性能调制。

所述铝合金基座是由铝合金材料制成，它的长、宽、高分别为500～1000mm、120～200mm和20～30mm。

所述的标尺用强力胶水粘贴在铝合金基座上，零点与滑块的初始位置重合，其用来测量软体材料的相对预拉伸长度，其材料为钢。

所述的带凹槽的支撑台位于两导轨之间的铝合金基座上，在上表面中央位置铣长度、宽度、深度分别为300～500mm、10～15mm、4～6mm的凹槽，用做软体材料拉伸过程中的支撑平面，以方便后续对软体材料的处理。带凹槽的支撑台采用螺钉连接，固定于两导轨之间的铝合金基座上。

本专利的优点在于：整体结构简单、设计简洁、成本低、容易实现。

附图说明

图1所述为装置的主体结构装配图的俯视图；

图2所述为装置的主体结构装配图的主视图；

图3所述为装置的主体结构装配图的左视图；

图4所述为锁紧装置的主视图；

图5所述为锁紧装置的俯视图；

图中：固定螺钉1、夹具2、标尺3、固定块4、右基座5、导轨6、滑块7、带凹槽的支撑台8、铝合金基座9、锁紧装置10

具体实施方式

为进一步充分了解本发明之目的、特征及效果，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明绝非仅限于实施例。

本发明是针对软体机器人软体材料进行预拉伸的装置，结构如图1、图2、图3所示，主要由固定螺钉1、夹具2、标尺3、固定块4、右基座5、导轨6、滑块7、带凹槽的支撑台8、铝合金基座9、锁紧装置10组成。制作步骤是：第一步，在500mm×120mm×20mm的铝合金基座9上加工出若干m3螺纹孔；第二步，将两条导轨6固定在铝合金基座9上，两导轨6中心距离约65mm；第三步，安装两个夹具2，将夹具2安装在固定块4上，再将另一个安装在右基座5上，两夹具保持水平对齐。第四步，在两条导轨6之间安装具有特定凹槽尺寸的有机玻璃8；第五步，将标尺3粘贴固定在铝合金基座9上。

参考俯视图图1，在铝合金基座9设定的位置加工螺纹孔，以六对螺纹孔为例，其设定位置是距离铝合金基座9左侧为50mm，下侧为16mm打第一个为m3的孔，然后以第一个孔为原点，在距离y轴竖直方向20mm的位置打上第二个m3mm孔，形成第一对孔。然后以铝合金基座9的中心线为基础对称打第二对孔。第三对孔以第一对孔为基准，距离其x轴水平距离为160mm的位置打第二对孔，剩下的孔以此类推。然后将两条导轨6用固定螺钉1固定在铝合金基座9上；然后把夹具2安装在固定块4上，再将另一个夹具2固定在右基座5上；锁紧装置10是通过手动扳紧手柄使得滑动组件夹紧导轨，从而形成对滑块的阻止的效果。当拉伸材料到预定位置时，通过安装锁紧装置10，扳紧手柄使得锁紧装置10夹紧导轨6，从而达到阻止滑块7滑动的作用。然后就可以通过标尺3读数计算出材料的相对拉伸长度l。带凹槽的支撑台8材料可以是铝合金或有机玻璃，表面的凹槽采用铣床加工，从底部通过螺钉与铝合金基座9连接，固定于两条导轨6中央。软体材料预拉伸后进入凹槽，相对拉伸长度l用标尺3来测量。

实施例1：

选择设计尺寸为600mm×120mm×20mm的拉伸器铝合金基座，然后参照俯视图图1，均匀的在铝合金基座设定的位置打六对孔，其设定位置是距离铝合金基座左侧为50mm，下侧为16mm打第一个m3mm的孔，然后以第一个孔为基准点，在距离y轴垂直方向20mm的位置打上第二个m3mm孔，形成第一对导轨安装孔，再以铝合金基座的中心线为基准对称打第二对孔。以第一对孔为基准，距离第一对孔水平距离为160mm的位置打第三对孔，剩下的孔以此类推，一共6对孔。导轨设计长为500mm，宽为30mm，再将两条导轨通过螺钉固定在基座上，保持两导轨的距离为65mm。接下来，将两个滑块对齐，用固定块和螺钉连接固定，并在固定块上用螺钉安装夹具；在右基座一端也安装夹具，其位置固定不动。然后，将标尺用强力胶粘贴在基座的边缘处，起到记录软体材料拉伸长度的作用；在长300mm×30mm×20mm的长方体有机玻璃上表面中央处铣出300mm×10mm×4mm的凹槽，然后采用螺钉将有机玻璃用连接于铝合金基座中央。

将软体材料装夹在夹具装置上，然后进行手动拉伸，同时通过标尺读取拉伸长度；当拉伸材料到预定位置时，通过安装锁紧装置，扳紧手柄使得锁紧装置夹紧导轨，从而达到固定滑块预拉伸状态的作用。

实施例2：

选择设计尺寸为1000mm×200mm×30mm的拉伸器铝合金基座，然后参照俯视图图1，均匀的在铝合金基座设定的位置打十对螺纹孔，其设定位置是距离铝合金基座左侧为50mm，下侧为20mm打第一个m3mm的孔，然后以第一个孔为基准，在距离y轴竖直方向30mm的位置打上第二个m3mm孔，形成第一对孔。然后以铝合金基座10的中心线为基准对称打第二对孔。第三对孔以第一对孔为基准，距离其x轴水平距离为200mm的位置打第二对孔，剩下的孔以此类推，一共10对孔。导轨设计长为800mm，宽为30mm，再将两条导轨中用螺母连接固定，保持两导轨中心距离为80mm。接下来，将两个滑块对齐，用固定块连接固定，并在固定块上用螺母安装夹具装置和锁紧装置；在右基座一端也安装夹具，其位置固定不动。然后，将标尺粘贴在基座的边缘处，起到记录软体材料拉伸长度的作用；在长500mm×40mm×20mm的长方体铝合金表面中央出铣出500mm×15mm×4mm的凹槽，再将带凹槽的支撑台用螺钉连接于铝合金基座中央上表面。将软体材料装夹在夹具上，然后进行手动拉伸，同时通过标尺读取拉伸长度；当拉伸材料到预定位置时，通过安装锁紧装置，扳紧手柄使得锁紧装置夹紧导轨，从而达到固定滑块预拉伸状态的作用。

本发明的一种软体机器人材料预拉伸制造装置具有结构简单，操作方便等特点。