【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可展开机构领域，具体涉及一种叶子型气动可展开结构以及空间抓取机械手。
技术介绍
1、可展开机构系统可以收拢到紧凑状态以方便储藏与运输，待进入特定位置后再展开到较大尺度状态以实现更大范围的作业，在可展开空间机构、软变形机器人、折纸机器人和折纸结构等有着十分广泛的应用前景。
2、传统机械手在抓取过程中通常依赖于刚性机构和电机驱动，这些机构在某些情况下可能难以适应复杂的环境或要求。此外，现有技术中的一些机械手的可能会受到机械复杂性、驱动数量、能耗等因素的制约，导致在抓取较大尺寸和较重目标时存在一定的局限性。在现有的技术中，可展开机械抓手大多数由多个驱动控制展开和折叠运动，但是这样的设计方式往往消耗更多的能量、也会导致复杂性增加及体积增大。
3、为了实现特定机制的可变机动性，现有技术中存在一种能够实现多种运动模式的变胞机构，这类变胞机构系统常常需要额外的驱动系统来调整其机动性，以适应不同的运动需求。然而，诸如上述现有设计为实现多种运动模式，往往需要搭载多个驱动(例如电机)，这导致了可展开机构消耗更多能量。为了安装驱动往往要设计额外的结构，这使得整体结构体积、重量更大，同时在抓取大尺寸和较重目标方面的局限性更大，在实际应用中面临系统复杂性高、能耗增加等问题，限制了其在多样化任务中的效率。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种结构简洁且可通过在单一驱动下产生多种形式的变胞序列运动的叶子型气动可展开结构以及空间抓取机械手。
2、为了实
3、可展开模块包括两个相同的刚性片，两个刚性片关于柔性内衬的长度方向对称地设置在柔性内衬的内表面上，两个刚性片之间具有间隙；多个可展开模块中的该间隙均共线以形成纵向折痕；
4、相邻的可展开模块围绕内侧横向折痕与外侧横向折痕交替折叠，使得气动可展开结构呈z形状态，z形状态下的可展开模块中的两个刚性片可围绕纵向折痕转动而使得气动可展开结构呈v形状态；
5、展开时，经开口向内腔中充气，使得多个可展开模块中的两个刚性片围绕纵向折痕展开，直至可展开模块中的两个刚性片展开至处于同一平面内；继续向内腔中充气，使得多个可展开模块围绕内侧横向折痕与外侧横向折痕沿柔性内衬的长度方向展开，直至气动可展开结构展开至呈片状。
6、作为本专利技术的一种具体实施方式，内侧横向折痕呈相对刚性，外侧横向折痕呈相对柔性；其中，气动可展开结构展开呈片状时，再继续向内腔中充气，使得相邻可展开模块围绕内侧横向折痕转动、外侧横向折痕被拉伸，以实现气动可展开结构的弯曲。
7、作为本专利技术的一种具体实施方式，内侧横向折痕处附接有限制胶带，限制胶带在无外力作用下限制该内侧横向折痕被拉伸而呈相对刚性。
8、作为本专利技术的一种具体实施方式，柔性内衬为柔性聚乙烯软管。
9、作为本专利技术的一种具体实施方式，刚性片为pvc片。
10、作为本专利技术的一种具体实施方式，刚性片以粘接方式附接在柔性内衬的内表面上。
11、作为本专利技术的一种具体实施方式，可展开模块的数量为4-12个。
12、本专利技术第二方面提供了一种空间抓取机械手，其包括基座和多个如上任一项的叶子型气动可展开结构。
13、作为本专利技术的一种具体实施方式，多个叶子型气动可展开结构呈圆周阵列或相对设置地安装在基座上。
14、作为本专利技术的一种具体实施方式，叶子型气动可展开结构的数目为3-6个。
15、本专利技术具备以下有益效果：
16、本专利技术的叶子型气动可展开结构是基于折纸变胞和采用仿形结构进行设计的，是一种高度简洁且可部署的可展开机构，其基于折纸机构的运动学分岔特性，结合气动软体作为驱动，实现了单驱动多模式的功能，即利用单一驱动实现多种顺序运动模式，克服了现有技术在抓取大尺寸和较重目标方面的限制，大大降低了系统整体的结构复杂性、重量、制造成本以及能耗等等。
17、同时，本专利技术中的抓取机械手具有独特的灵活性和适应性，使得抓取机械手能够有效地抓取比自身更大更重的重物，有利于执行多样化的抓取任务，尤其对航空航天领域和其他需要高环境适应性的领域具有重要意义。
18、为了更清楚地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
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1.一种叶子型气动可展开结构，其特征是：所述气动可展开结构包括柔性内衬和多个可展开模块，所述柔性内衬呈两端小、中间大的片状叶子型结构，其具有一端开口、另一端封闭的内腔；多个所述可展开模块沿所述柔性内衬的长度方向依次附接在所述柔性内衬的内表面上，相邻所述可展开模块之间具有间隙以形成内侧横向折痕，所述柔性内衬的外表面对应于内侧横向折痕设置有外侧横向折痕；
2.如权利要求1所述的叶子型气动可展开结构，其特征是：内侧横向折痕呈相对刚性，外侧横向折痕呈相对柔性；其中，所述气动可展开结构展开呈片状时，再继续向所述内腔中充气，使得相邻所述可展开模块围绕内侧横向折痕转动、外侧横向折痕被拉伸，以实现所述气动可展开结构的弯曲。
3.如权利要求2所述的叶子型气动可展开结构，其特征是：内侧横向折痕处附接有限制胶带，所述限制胶带在无外力作用下限制该内侧横向折痕被拉伸而呈相对刚性。
4.如权利要求1所述的叶子型气动可展开结构，其特征是：所述柔性内衬为柔性聚乙烯软管。
5.如权利要求1所述的叶子型气动可展开结构，其特征是：所述刚性片为PVC片。
6.
7.如权利要求1所述的叶子型气动可展开结构，其特征是：所述可展开模块的数量为4-12个。
8.一种空间抓取机械手，其特征是包括基座和多个如权利要求1-7任一项所述的叶子型气动可展开结构。
9.如权利要求8所述的空间抓取机械手，其特征是：多个所述叶子型气动可展开结构呈圆周阵列或相对设置地安装在所述基座上。
10.如权利要求8所述的空间抓取机械手，其特征是：所述叶子型气动可展开结构的数目为3-6个。
...【技术特征摘要】
1.一种叶子型气动可展开结构，其特征是：所述气动可展开结构包括柔性内衬和多个可展开模块，所述柔性内衬呈两端小、中间大的片状叶子型结构，其具有一端开口、另一端封闭的内腔；多个所述可展开模块沿所述柔性内衬的长度方向依次附接在所述柔性内衬的内表面上，相邻所述可展开模块之间具有间隙以形成内侧横向折痕，所述柔性内衬的外表面对应于内侧横向折痕设置有外侧横向折痕；
2.如权利要求1所述的叶子型气动可展开结构，其特征是：内侧横向折痕呈相对刚性，外侧横向折痕呈相对柔性；其中，所述气动可展开结构展开呈片状时，再继续向所述内腔中充气，使得相邻所述可展开模块围绕内侧横向折痕转动、外侧横向折痕被拉伸，以实现所述气动可展开结构的弯曲。
3.如权利要求2所述的叶子型气动可展开结构，其特征是：内侧横向折痕处附接有限制胶带，所述限制胶带在无外力作用下限制该内侧横向折痕被拉...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄海林，严鹏，王森，马加海，李兵，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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