一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置，一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置包括:管体，所述管体外表面设置有一号电极，所述管体是由IPMC材料制成，通过改变所述一号电极的电信号实现控制所述管体的弯曲导向运动；夹持爪，所述夹持爪设置在所述管体的前端，所述夹持爪与管体外表面重合的面附有二号电极，通过控制二号电极的电信号，实现对夹持爪夹持与释放的控制；基座，所述基座与所述管体的末端相连，所述基座内表面嵌有弹性金属片。本发明专利技术提出的基于管状IPMC驱动的可夹持装置采用一体化设计，整体体积较小、重量较轻、在制造方面节约了成本，可满足狭小空间工作及微精仪器装配等，在诸如航空航天和微创医疗等领域具有较好的应用前景。好的应用前景。好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置


[0001]本专利技术涉及智能材料复合应用领域，特别涉及一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，夹持装置被广泛运用于工业生产流水线、微精加工领域、航空航天领域等，但大多数装置是由刚性材料制成，不仅体型较大，而且整体重量较大，难以满足一些特殊空间的运用。同时，这种装置多采用电机驱动、液压驱动、或是人工操作，受磁场、温度和外力等外界干扰影响大，在许多特殊领域难完成工作任务。
[0003]IPMC是一种离子型EAP电致动聚合物,该材料致动机理是在电信号作用下，基膜内水和阳离子移向阴极，导致阴极侧膨胀，从而产生电致动弯曲变形，具有驱动电压低、位移变形大、生物兼容性好等优点。管状IPMC不仅具备弯曲导向功能，其空心结构也可用于物质传递和信息传送，具有较好的应用前景。目前，管状IPMC已被提出用于介入治疗领域，但由于其功能较单一，只能进行弯曲导向，而无法实现夹持清障运动；在微精加工和航空航天方面，传统IPMC的应用方式主要为片状的弯曲变形，以实现夹持运动，其导向功能大多由机械装置进行完成，结构复杂，成本较高。
[0004]传统夹持装置驱动方式为外在驱动，且结构复杂，体积较大，无法满足微空间高精度领域运用，受外界干扰大；在介入治疗领域，传统夹持方式仍然是通过机械结构，且无导向功能，依赖于介入导管，操作困难。

技术实现思路

[0005]基于上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置，使其避免了复杂的机械传动结构，减小装置体积和质量，能够在狭窄空间内进行装置导向、物质传送和夹持转运的作用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置包括:
[0008]管体，所述管体外表面设置有一号电极，所述管体是由IPMC材料制成，通过改变所述一号电极的电信号实现控制所述管体的弯曲导向运动；
[0009]夹持爪，所述夹持爪设置在所述管体的前端，所述夹持爪与管体外表面重合的面附有二号电极，通过控制二号电极的电信号，实现对夹持爪夹持与释放的控制；
[0010]基座，所述基座与所述管体的末端相连，所述基座内表面嵌有弹性金属片。
[0011]优选的，所述夹持爪的数量为三个，所述夹持爪位于管体前端，呈圆周阵列分布。
[0012]优选的，所述夹持爪前端为圆弧状，且表面光滑。
[0013]优选的，所述管体外表面附着的所述一号电极的数量为四块。
[0014]优选的，所述基座内部有四块圆周阵列的弹性金属片，所述基座底部内侧开设有四个导线孔，用于约束一号电极和二号电极的导线；
[0015]所述基座远离管体一侧设为法兰盘状，所述基座上开设有小孔。
[0016]优选的，所述弹性金属片呈内折状指向基座底部，用于在管体插入后对管体进行固定和信号传递。
[0017]优选的，所述基座主体由绝缘材料制成。
[0018]优选的，所述一号电极与所述二号电极不存在交叉重合。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]1.通过给予管体外表面电极以相应的电信号激励，可使得装置进行弯曲导向，进一步，给予夹持爪外表面电极电信号，可实现夹持运动，结构简单。
[0021]2.且装置采用一体化设计，整体体积较小、重量较轻、在制造方面节约了成本，可满足狭小空间工作及微精仪器装配等，在诸如航空航天和微创医疗等领域具有较好的应用前景。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术的装配示意图；
[0024]图2为本专利技术剖视示意图和左视示意图；
[0025]图3为本专利技术中管体与夹持爪的正视示意图；
[0026]图4为本专利技术中基座的立体图；
[0027]图5为本专利技术中基座的剖视示意图；
[0028]图6为本专利技术导向运动+夹持爪张开工作示意图；
[0029]图7为本专利技术导向运动+夹持爪关闭工作示意图。
[0030]图中：管体1、一号电极2、夹持爪3、二号电极4、基座5、弹性金属片6、导线孔7、小孔8。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]请参阅图1至图7，本专利技术提供一种技术方案：
[0033]一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置包括:
[0034]管体1，管体1外表面设置有一号电极2，管体1是由IPMC材料制成，通过改变一号电极2的电信号实现控制管体1的弯曲导向运动；
[0035]夹持爪3，夹持爪3设置在管体1的前端，夹持爪3与管体1外表面重合的面附有二号电极4，通过控制二号电极4的电信号，实现对夹持爪3夹持与释放的控制；
[0036]基座5，基座5与管体1的末端相连。
[0037]作为本专利技术的一种具体实施方式，夹持爪3的数量为三个，夹持爪3位于管体1前端，呈圆周阵列分布。
[0038]本专利技术主要包括夹持爪3、管体1和基座5，夹持爪3位于管体1前端，其长度不短于管体1直径，不长于1.5倍管体1直径，一方面防止夹持爪3过短，对物体夹持的接触面面积过小，导致摩擦力不够，造成物体的滑落，另一方面，防止夹持爪3过长，导致其夹持不稳定；
[0039]夹持爪3是将管体1前端进行加工，如使用精密刀具进行区域分割，将管体1前端分为三个独立的部分，即为三个夹持爪3；三个夹持爪3与管体1外表面重合的面附有二号电极4，通过控制二号电级的电信号，即通过改变三个二号电极4的电压来实现夹持爪3的张开或者夹紧；
[0040]IPMC材料是一种人工肌肉材料，由于其较低的驱动电压能产生较大的位移变形，且管体1的末端通过插入固定的方式直接与基座5相连，并且管体1外表面附有一号电极2，通过改变管体1表面一号电极2的电压信号可以实现管体1弯曲，用于控制管体1导向运动；
[0041]作为本专利技术的一种具体实施方式，夹持爪3前端为圆弧状，且表面光滑。
[0042]在本专利技术中，通过设置夹持爪3前端为圆弧状，且表面光滑，防止出现划破或者刮花等情况。
[0043]作为本专利技术的一种具体实施方式，管体1外表面附着的一号电极2的数量为四块。
[0044]在管体1外表面附着的一号电极2的数量为四块，使得对管体1的控制弯曲更加灵活快速。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置，其特征在于，包括:管体(1)，所述管体(1)外表面设置有一号电极(2)，所述管体(1)是由IPMC材料制成，通过改变所述一号电极(2)的电信号实现控制所述管体(1)的弯曲导向运动；夹持爪(3)，所述夹持爪(3)设置在所述管体(1)的前端，所述夹持爪(3)与管体(1)外表面重合的面附有二号电极(4)，通过控制二号电极(4)的电信号，实现对夹持爪(3)夹持与释放的控制；基座(5)，所述基座(5)与所述管体(1)的末端相连，所述基座(5)内表面嵌有弹性金属片(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置，其特征在于：所述夹持爪(3)的数量为三个，所述夹持爪(3)位于管体(1)前端，呈圆周阵列分布。3.根据权利要求1所述的一种基于管状IPMC驱动的可夹持装置，其特征在于：所述夹持爪(3)前端为圆弧状，且表面光滑。4.根据权利要求1所述的一种基于管状I...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志豪，刘复乐，何青松，兰豪，郭雯诣，肖景元，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：