【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及软体驱动器，具体而言，涉及一种基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器。
技术介绍
1、在可穿戴设备、软体机器人、外骨骼
，软体驱动器是关键部件，由于软体驱动器具有柔软舒适、安全、可控性强、低成本等优势，其应用很广泛。在医疗康复、交互游戏场景中，软体驱动器能够带动或阻碍人体肢体完成既定运动，从而实现既定运动目标。
2、软体驱动器的工作原理主要是通过弯、伸、扭转、变形方法来实现驱动。目前，按照沿轴线方向驱动和施阻的方式分类，软体驱动器主要有以下几种驱动和施阻方式：
3、(1)通过线绳、形状记忆合金或气动实现轴向驱动，关于形状记忆合金驱动方式可以参考申请公布号为cn115352544a的专利技术专利申请，关于气动方式可以参考申请公布号为cn115817665a的专利技术专利申请；但这些方式一般只可实现对驱动器、负载及固连的无动力外部结构进行轴向驱动或助力，而由于缺少沿运动方向的施阻结构，难以为有动力的外部结构提供轴向阻力以阻碍其轴向运动，也就是说难以辅助外部结构实现抗阻运动。
4、(2)利用内部单元阻塞状态改变实现刚度调控以实现对外施阻，具体是在气囊中填充颗粒、纤维或面状结构，当将气囊抽气后气囊内具有一定真空度时，颗粒、纤维、面状结构被压缩在一起从而对外表现出一定刚度；然而该方式难以实现刚度连续变化，并且在高刚度时几乎无法轴向变形，因此仅适用于低刚度状态下轴向变形和高抗弯刚度状态下垂直方向负载，而不适用于需轴向刚度连续调节的驱动、施阻。
5、(3)利用聚合物或低熔
6、(4)利用静电吸附原理调整轴向刚度实现对外施阻，具体是通过带电极板间的静电吸附实现板间吸引导致结构在板长方向的运动被一定程度限制从而对外表现出一定刚度，但是该方式需要很高的电压，并且可伸缩的轴向距离很小，不适用于安全要求较高且变形范围较大的人体肢体运动驱动场景。
7、(5)结合机械构件完成轴向部分或全部锁止以实现刚度调控，但是该方式由于采用刚性构件导致无法全柔性化，无法减轻重量，将会降低软体驱动器的交互舒适性。
8、目前，软体驱动器的驱动和施阻控制方式主要是：直接控制电机转动带动线绳或机械构件动作、直接控制形状记忆合金的相变温度、直接控制气腔气压进而实现轴向驱动变形，而未对实际变形程度进行检测，没有实际变形程度的反馈量，导致不能实现精准控制，软体驱动器的运动精度较低。
技术实现思路
1、本专利技术就是为了解决现有软体驱动器缺少沿运动方向的施阻结构、难以满足轴向刚度连续调节、难以辅助外部结构实现抗阻运动、难以满足体积小重量轻的要求，运动时变形程度没有被检测导致不能实现精准控制的技术问题，提供一种具有沿运动方向的施阻结构、能够实现轴向刚度精准的连续调节、能够满足体积小重量轻，能够进行精准控制的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器。
2、本专利技术提供一种基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，包括驱动芯体和软阻尼体，驱动芯体包括轴向柔性管、织物包裹层、线绳缠绕层、柔性包覆层和管道一，轴向柔性管的材质是柔性材料，轴向柔性管设有轴向驱动腔；
3、织物包裹层是采用各向异性的织物材料包裹在轴向柔性管的外围而形成的；
4、线绳缠绕层是采用不可伸缩的线绳按照螺旋式缠绕在织物包裹层上而形成的；
5、柔性包覆层是采用柔性材料将线绳缠绕层包覆而形成的；
6、软阻尼体包括径向膨胀筒、外筒、管道二、后端盖和前端盖，径向膨胀筒和外筒的材质均为柔性材料，径向膨胀筒的外围设有若干个内层低模量软齿，每个内层低模量软齿位于径向膨胀筒的径向方向上，若干个内层低模量软齿沿径向膨胀筒的轴向分布形成波纹状；外筒的后端与后端盖固定连接，外筒的前端敞开，外筒的内壁设有若干个外层高模量软齿，每个外层高模量软齿位于外筒的径向方向上；径向膨胀筒位于外筒内，内层低模量软齿与外层高模量软齿对应，外层高模量软齿的杨氏模量大于内层低模量软齿的杨氏模量；径向膨胀筒的后端与后端盖固定连接；管道二与后端盖连接，管道二穿过后端盖；
7、驱动芯体位于径向膨胀筒的内腔中，径向膨胀筒的前端与前端盖固定连接，驱动芯体的前端与前端盖固定连接，驱动芯体的后端与后端盖固定连接，管道一与后端盖连接，管道一穿过后端盖，管道一与轴向柔性管的轴向驱动腔连通；驱动芯体的外围与径向膨胀筒的内壁之间形成径向膨胀腔，管道二与径向膨胀腔连通。
8、优选地，管道一选用气管，管道二选用气管。
9、优选地，轴向柔性管的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶；柔性包覆层的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶；径向膨胀筒的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶；外筒的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶。
10、优选地，线绳缠绕层的缠绕方式是按照左旋和右旋的方式。
11、优选地，基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器还包括传感部件，传感部件包括轴向应变传感单元，轴向应变传感单元贴覆在驱动芯体的外表面。
12、进一步优选地，轴向应变传感单元为介电弹性体传感器。
13、进一步优选地，传感部件还包括轴向刚度传感单元，轴向刚度传感单元贴覆在软阻尼体的外筒的外表面，轴向刚度传感单元为介电弹性体传感器。
14、进一步优选地，传感部件还包括轴向刚度传感单元，轴向刚度传感单元贴覆在软阻尼体的外筒的外表面。
15、进一步优选地，轴向刚度传感单元为介电弹性体传感器。
16、优选地，基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器通过以下方式被应用：外筒与第一外部结构固定连接，径向膨胀筒的前端与第二外部结构固定连接，径向膨胀筒膨胀后致使内层低模量软齿与外层高模量软齿啮合，第一外部结构和第二外部结构相对运动。
17、本专利技术的有益效果是，能够实现轴向变刚度，并能精准检测轴向刚度，并能够精准地、连续地调整轴向伸缩的刚度。
18、轴向伸缩过程施加大小可调的阻力。能够对轴向刚度进行精确的检测，轴向施阻的精度高。
19、控制过程操作方便，可控性强。
20、整个产品是全软材料，大应变、大倍数轴向变刚度、高精度。
21、整个产品重量轻、体积小。整个产品的体积可以做到很小。
22、能够应用于医疗康复、外骨骼、交互游戏、可穿戴设备、软体机器人等领域的人体运动驱动、施阻。
23、本专利技术进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，包括驱动芯体和软阻尼体；
2.根据权利要求1所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述管道一选用气管，所述管道二选用气管。
3.根据权利要求1所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述轴向柔性管的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶；所述柔性包覆层的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶；所述径向膨胀筒的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶；所述外筒的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶。
4.根据权利要求1所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述线绳缠绕层的缠绕方式是按照左旋和右旋的方式。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器还包括传感部件，所述传感部件包括轴向应变传感单元，所述轴向应变传感单元贴覆在驱动芯体的外表面。
6.根据权利要求5所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向
7.根据权利要求6所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述传感部件还包括轴向刚度传感单元，所述轴向刚度传感单元贴覆在软阻尼体的外筒的外表面，所述轴向刚度传感单元为介电弹性体传感器。
8.根据权利要求5所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述传感部件还包括轴向刚度传感单元，所述轴向刚度传感单元贴覆在软阻尼体的外筒的外表面。
9.根据权利要求8所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述轴向刚度传感单元为介电弹性体传感器。
10.根据权利要求1所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器通过以下方式被应用：外筒与第一外部结构固定连接，径向膨胀筒的前端与第二外部结构固定连接，径向膨胀筒膨胀后致使内层低模量软齿与外层高模量软齿啮合，第一外部结构和第二外部结构相对运动。
...【技术特征摘要】
1.一种基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，包括驱动芯体和软阻尼体；
2.根据权利要求1所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述管道一选用气管，所述管道二选用气管。
3.根据权利要求1所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述轴向柔性管的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶；所述柔性包覆层的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶；所述径向膨胀筒的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶；所述外筒的柔性材料材质为硅胶、天然橡胶、乳胶或凝胶。
4.根据权利要求1所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述线绳缠绕层的缠绕方式是按照左旋和右旋的方式。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器，其特征在于，所述基于软齿结构啮合滑移的轴向变刚度软体驱动器还包括传感部件，所述传感部件包括轴向应变传感单元，所述轴向应变传感单元贴覆在驱动芯体的外表面。
6.根据权利要求...
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