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公开(公告)号：CN110276127B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN201910538963.X
申请日：2019-06-20
Applicant: 清华大学深圳研究生院
IPC: G06F30/17 , G06F30/20 , G06F17/11 , G06F119/14
Abstract: 本发明提供一种螺线型气动软体致动器静力学控制方法，包括如下步骤：S1、根据螺线型气动软体致动器输入气压不同致动器对应的展开角度不同的现象，得到输入气压P与致动器展开角度θ的关系；S2、从而通过控制输入气压P实现螺线型气动软体致动器展开角度θ的控制。步骤S1中，得到输入气压P与致动器展开角度θ的关系的方法包括如下步骤：S11、根据超弹性材料的性能特点，建立材料模型；S12、建立致动器静力学模型。实验结果表明，基于超弹性材料模型、几何关系和虚功原理建立的螺线型致动器的静力学模型是正确的，能够较为准确的描述该驱动器输入气压P与展开角度θ的关系，从而能较好地实现对螺线型气动软体致动器的精准控制。
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公开(公告)号：CN110269776B
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN201910578492.5
申请日：2019-06-28
Applicant: 清华大学深圳研究生院
Abstract: 本发明提供一种基于气动软体致动器的手指辅助康复指套及其制造方法，所述辅助康复指套包括至少一个螺线型致动器，和依据病患手指关节的位置粘贴在所述螺线型致动器上的连接环。该康复指套初始构型是螺线型，它无需通过充气即可天然产生弯曲变形而适应病患者的手指关节弯曲为螺线型并根据其形状选择螺线型致动器的构型空间参数，可以更有效更舒适地帮助病患展开僵硬的弯曲的手指。样机实验证实，在不同的输入气压下，样机可以展开不同的角度，将弯曲的手指展开成不同的形状。由于输入的空气压力分布在整个执行机构的长度，手指的所有部分都可以行使。
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公开(公告)号：CN110270986B
公开(公告)日：2021-02-09
申请号：CN201910539047.8
申请日：2019-06-20
Applicant: 清华大学深圳研究生院
Abstract: 本发明提供种气动软体致动器，其为螺线构型，基体由超弹性材料制作成形，基体内部有一个充气气腔，利用输入的气压作为驱动，实现展开运动；气压越大其曲率越小，曲率减小到0之后可以实现负曲率展开运动，基体外侧粘贴有应变限制层，用于限制轴向的伸展运动并且增强展开运动，基体末端密封阻塞头用于堵塞气腔，防止漏气。本发明由于采用螺线构型，随着输入气压的增大可以实现正负曲率两个方向的展开运动，并且能实现在较小的输入气压下实现较大范围的展开运动。本螺线型气动软致动器具有良好的展开运动性能，具有多种潜在应用领域，如医疗领域，开发新型康复手套，等等。
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公开(公告)号：CN110276127A
公开(公告)日：2019-09-24
申请号：CN201910538963.X
申请日：2019-06-20
Applicant: 清华大学深圳研究生院
Abstract: 本发明提供一种螺线型气动软体致动器静力学控制方法，包括如下步骤：S1、根据螺线型气动软体致动器输入气压不同致动器对应的展开角度不同的现象，得到输入气压P与致动器展开角度θ的关系；S2、从而通过控制输入气压P实现螺线型气动软体致动器展开角度θ的控制。步骤S1中，得到输入气压P与致动器展开角度θ的关系的方法包括如下步骤：S11、根据超弹性材料的性能特点，建立材料模型；S12、建立致动器静力学模型。实验结果表明，基于超弹性材料模型、几何关系和虚功原理建立的螺线型致动器的静力学模型是正确的，能够较为准确的描述该驱动器输入气压P与展开角度θ的关系，从而能较好地实现对螺线型气动软体致动器的精准控制。
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公开(公告)号：CN110270987A
公开(公告)日：2019-09-24
申请号：CN201910562308.8
申请日：2019-06-26
Applicant: 清华大学深圳研究生院
Abstract: 本发明提供气驱动软体爬行机器人及其制造和控制方法，所述气驱动软体爬行机器人包括至少两根单根充气伸长型致动器、连接环和触手，所述至少两根单根充气伸长型致动器通过连接环和触手并排组合成所述气驱动软体爬行机器人。本发明提出的上述软体爬行机器人适用于管道探测，能够提高当前软体机器人管道内的爬行效率，并且能适用多种类型的管道。所设计的软体机器人被证明能够在管道内以较快的速度进行自由爬行，能够克服自身重力的影响，具有良好的转向能力，能够适应复杂的管道线路。同时，所设计的软体机器人本体灵活，柔顺性好，通过携带内窥镜摄像机能够完成管道探测任务。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110270986A
公开(公告)日：2019-09-24
申请号：CN201910539047.8
申请日：2019-06-20
Applicant: 清华大学深圳研究生院
Abstract: 本发明提供种气动软体致动器，其为螺线构型，基体由超弹性材料制作成形，基体内部有一个充气气腔，利用输入的气压作为驱动，实现展开运动；气压越大其曲率越小，曲率减小到0之后可以实现负曲率展开运动，基体外侧粘贴有应变限制层，用于限制轴向的伸展运动并且增强展开运动，基体末端密封阻塞头用于堵塞气腔，防止漏气。本发明由于采用螺线构型，随着输入气压的增大可以实现正负曲率两个方向的展开运动，并且能实现在较小的输入气压下实现较大范围的展开运动。本螺线型气动软致动器具有良好的展开运动性能，具有多种潜在应用领域，如医疗领域，开发新型康复手套，等等。
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公开(公告)号：CN108549738A
公开(公告)日：2018-09-18
申请号：CN201810172339.8
申请日：2018-03-01
Applicant: 清华大学深圳研究生院
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种伸长型气动肌肉，包括伸缩管、编织网和两个终端接头，所述编织网包裹在所述伸缩管的外圈上，所述编织网的长度大于所述伸缩管的长度，两个所述终端接头分别固定连接在所述伸缩管的两端以将所述伸缩管和所述编织网固定连接。本发明还公开了该伸长型气动肌肉的动力学建模方法包括：将所述伸长型气动肌肉等效为阻尼单元、弹性单元和推力单元相并联的结构，得到所述伸长型气动肌肉的动力学模型公式；并分别得到所述阻尼单元的阻尼参数、所述弹性单元的弹性参数和所述推力单元的推力参数。本发明提出的伸长型气动肌肉能够灵活应用于多种场合，且动力学建模方法准确地反映伸长型气动肌肉的动态特性，为对伸长型气动肌肉的研究打下基础。
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公开(公告)号：CN108381539A
公开(公告)日：2018-08-10
申请号：CN201810361872.9
申请日：2018-04-20
Applicant: 清华大学深圳研究生院
Abstract: 本发明公开了一种软体机器人，其包括伸缩型主体、第一软体抓手和第二软体抓手，所述第一软体抓手连接所述伸缩型主体的一端，所述第二软体抓手连接所述伸缩型主体的另一端，所述伸缩型主体的驱动方式为流体驱动，所述第一软体抓手和第二软体抓手的驱动方式为线缆驱动。本发明对软体机器人的不同部位采用不同的驱动方式，使得软体机器人能够进行蠕动式运动。
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公开(公告)号：CN110270987B
公开(公告)日：2020-11-20
申请号：CN201910562308.8
申请日：2019-06-26
Applicant: 清华大学深圳研究生院
Abstract: 本发明提供气驱动软体爬行机器人及其制造和控制方法，所述气驱动软体爬行机器人包括至少两根单根充气伸长型致动器、连接环和触手，所述至少两根单根充气伸长型致动器通过连接环和触手并排组合成所述气驱动软体爬行机器人。本发明提出的上述软体爬行机器人适用于管道探测，能够提高当前软体机器人管道内的爬行效率，并且能适用多种类型的管道。所设计的软体机器人被证明能够在管道内以较快的速度进行自由爬行，能够克服自身重力的影响，具有良好的转向能力，能够适应复杂的管道线路。同时，所设计的软体机器人本体灵活，柔顺性好，通过携带内窥镜摄像机能够完成管道探测任务。
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公开(公告)号：CN110281256A
公开(公告)日：2019-09-27
申请号：CN201910578503.X
申请日：2019-06-28
Applicant: 清华大学深圳研究生院
Abstract: 本发明提供一种基于气动软体致动器的软体抓手及其制造方法，包括底座及至少一个抓手指，所述抓手手指是气动软体致动器，所述气动软体致动器为螺线构型。该抓手只需一次脉冲输入即可实现展开变形，并可根据其自身特点逐步恢复螺旋状态。该抓手初始无需保持输入的气压，即能保持弯曲形状。这样即可避免浪费资源，并且能延长抓手的寿命。
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