申请/专利权人：浙江工业大学

申请日：2019-12-13

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN110949563B

主分类号：B62D57/032

分类号：B62D57/032

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2020.05.01#实质审查的生效;2020.04.03#公开

摘要：本发明公开了一种基于变刚度材料调控的静电吸附爬壁机器人足部结构，包括传动装置与足底；所述传动装置包括曲柄、连杆、摇杆和舵机架，四者组成四杆机构；所述足底通过连接层与连杆的下端转动连接，所述连接层由变刚度材料、静电吸附薄膜和绝缘介质组成；所述变刚度材料由多层介电弹性体驱动器DEA单元组成，DEA单元中含有夹紧电极和驱动电极，夹紧电极通电时各DEA单元之间的静电吸附力作用使得变刚度材料的整体结构的刚度增加，提升足部吸附性能，当驱动电极通电时使得与驱动电极邻接的介电弹性体发生形变，进而使变刚度材料整体发生形变，实现足部脱附。本发明通过变刚度材料刚度的调控以及静电吸附，实现足底的快速吸脱附响应。

主权项：1.一种基于变刚度材料调控的静电吸附爬壁机器人足部结构，其特征在于，包括传动装置与足底4；所述传动装置包括舵机1、曲柄2、连杆3、摇杆5和舵机架6；舵机1固定在舵机架6上，驱动曲柄2周转，所述曲柄2与连杆3的上端转动连接；所述摇杆5一端和连杆3的中下部转动连接，另一端转动连接在舵机架6上；连杆3的尾部设计成平面状，平面和足底之间保留一定间隔，用于限制足底4摆动的角度；所述足底4通过连接层41与连杆3的下端转动连接，所述连接层41的下面依次为变刚度材料42、静电吸附薄膜43和绝缘介质44；所述变刚度材料42由多层介电弹性体驱动器DEA单元组成，所述DEA单元采用电极与介电弹性体交替布置制作而成，其从上至下依次为：惰性层，夹紧电极，绝缘层，接地电极，介电弹性体，驱动电极，介电弹性体，接地电极，惰性层；所述夹紧电极利用相邻单元间的静电吸附作用，实现变刚度材料42的刚度改变；所述驱动电极用于使介电弹性体发生形变；所述惰性层用于防止各单元间互相干扰，并为静电吸附作用提供介质；所述变刚度材料42包含V1端口和V2端口，所述各DEA单元的夹紧电极与V1端口相连，当V1端口通电时，各DEA单元之间的静电吸附力作用使得变刚度材料42的整体结构的刚度增加，进而使得脱附应力均匀地分摊至整块吸附层，提升足部吸附性能；当V1端口不通电时，变刚度材料42的整体结构刚度下降；所述各DEA单元的驱动电极与V2端口相连，当V2端口通电时，使得与驱动电极邻接的介电弹性体发生形变，进而使变刚度材料42整体发生形变，实现足部脱附；当V2端口不通电时，变刚度材料42回复初始状态；利用硅橡胶对DEA单元的电源侧封膜，实现驱动电极通电时，远离电源侧发生单侧形变，在夹紧电极未通电，实现快速脱附应力集中，增加脱附的响应速度；足部的吸附、脱附循环进行，并由舵机1进行驱动，使爬壁机器人前进。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江工业大学 一种基于变刚度材料调控的静电吸附爬壁机器人足部结构

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