柔性夹持结构及其制作方法与流程

本发明涉及夹持器，具体而言，涉及一种柔性夹持结构及其制作方法。

背景技术：

1、随着工业机器人的迅猛发展，对其末端夹持器的要求日益提高。尤其是需要夹持精密易碎易变形的电子元器件时，这就要求其末端夹持器具有高度柔性，以降低对电子元器件的损坏。

2、通常采用气动夹持器来夹持电子元器件，气动夹持器需要气动控制模块和外接气泵控制气动夹爪，以及范德华力吸盘预先加载，才能吸附住物体，夹持过程十分繁琐，且预先加载力较大，很难应用于电子元器件的转移和运输。

3、需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服气动夹持器的夹持过程繁琐，且预先加载力较大，很难应用于电子元器件的转移和运输问题，提供一种柔性夹持结构及其制作方法。

2、根据本发明的一个方面，提供一种柔性夹持结构，该柔性夹持结构包括电热层、活性层和柔性吸附层，电热层通电时能够产生热量；活性层设于电热层的一侧，活性层包括液晶弹性体薄膜，活性层在电热层的热作用下会发生可逆的形状变化；柔性吸附层设于活性层远离电热层的一侧。

3、在本发明的一个实施例中，电热层包括电热柔性薄膜和导电层，导电层设于柔性薄膜靠近活性层的一侧。

4、在本发明的一个实施例中，柔性吸附层包括吸附柔性薄膜，吸附柔性薄膜远离活性层的一面具有多个吸附凸起。

5、在本发明的一个实施例中，吸附凸起为柱状结构，吸附凸起包括第一柱状段和第二柱状段，第一柱状段与吸附柔性薄膜连接，第二柱状段连接于第一柱状段远离吸附柔性薄膜的一端，第二柱状段的横截面的最大宽度大于第一柱状段的横截面的最大宽度。

6、在本发明的一个实施例中，第二柱状段远离第一柱状段的一端设有多个纳米微柱。

7、在本发明的一个实施例中，第一柱状段内设有多个刚性粒子，刚性粒子的数量沿远离吸附柔性薄膜的方向逐渐增多。

8、在本发明的一个实施例中，至少部分吸附凸起的高度不同。

9、根据本发明的另一个方面，提供一种柔性夹持结构的制作方法，该方法包括：形成电热层，电热层通电时能够产生热量；在电热层的一侧形成活性层，活性层为液晶弹性体薄膜，活性层在电热层的热作用下会发生可逆的形状变化；在活性层远离电热层的一侧形成柔性吸附层；通过粘接剂将电热层、活性层和柔性吸附层粘接在一起。

10、在本发明的一个实施例中，形成柔性吸附层包括：形成第一模板，第一模板具有与吸附凸起的形状相匹配的多个第一凹槽；将柔性吸附层的前驱体溶液中倒入第一模板；待柔性吸附层的前驱体溶液固化后，去除第一模板，形成吸附柔性薄膜和吸附柔性薄膜远离活性层的一面的多个吸附凸起。

11、在本发明的一个实施例中，形成柔性吸附层包括：形成第二模板，第二模板具有与第一柱状段的形状相匹配的多个第二凹槽；将柔性吸附层的前驱体溶液倒入第二模板，待柔性吸附层的前驱体溶液固化后去掉第二模板，形成吸附柔性薄膜和吸附柔性薄膜远离活性层的一面的多个第一柱状段；将多个第一柱状段浸入柔性吸附层的部分交联的前驱体溶液中；将第一柱状段的端部沾的柔性吸附层的部分交联的前驱体溶液与支撑片接触，待部分交联的柔性吸附层的前驱体溶液固化后去除支撑片，在第一柱状段远离第一柱状段的一端形成第二柱状段。

12、本发明的柔性夹持结构包括电热层、活性层和柔性吸附层，活性层在电热层的热作用下会发生可逆的形状变化，在活性层的带动下柔性吸附层发生同步形变。施加电压时，电热层产生热量，其周围的温度升高，触发液晶弹性体薄膜发生相转变，使得活性层产生宏观收缩，带动柔性吸附层发生弯曲变形，从而接触需要拾取的物体。撤去电压时，电热层开始冷却，其周围的温度降低，触发液晶弹性体薄膜内的液晶分子恢复取向，使得活性层产生宏观膨胀，带动柔性吸附层恢复原状，从而松开拾取到的物体。通过控制电热层的通电或断电，即可实现柔性夹持结构拾取和松开的状态切换，比较简单，电驱动产生的加载力较小，能够较好地适用于电子元器件的转移和运输。

13、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种柔性夹持结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的柔性夹持结构，其特征在于，所述电热层包括电热柔性薄膜和导电层，所述导电层设于所述柔性薄膜靠近所述活性层的一侧。

3.根据权利要求1所述的柔性夹持结构，其特征在于，所述柔性吸附层包括吸附柔性薄膜，所述吸附柔性薄膜远离所述活性层的一面具有多个吸附凸起。

4.根据权利要求3所述的柔性夹持结构，其特征在于，所述吸附凸起为柱状结构，所述吸附凸起包括第一柱状段和第二柱状段，所述第一柱状段与所述吸附柔性薄膜连接，所述第二柱状段连接于所述第一柱状段远离所述吸附柔性薄膜的一端，所述第二柱状段的横截面的最大宽度大于所述第一柱状段的横截面的最大宽度。

5.根据权利要求4所述的柔性夹持结构，其特征在于，所述第二柱状段远离所述第一柱状段的一端设有多个纳米微柱。

6.根据权利要求4所述的柔性夹持结构，其特征在于，所述第一柱状段内设有多个刚性粒子，所述刚性粒子的数量沿远离所述吸附柔性薄膜的方向逐渐增多。

7.根据权利要求3所述的柔性夹持结构，其特征在于，至少部分所述吸附凸起的高度不同。

8.一种柔性夹持结构的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的柔性夹持结构的制作方法，其特征在于，所述柔性夹持结构为权利要求3所述的柔性夹持结构，形成所述柔性吸附层包括：

10.根据权利要求8所述的柔性夹持结构的制作方法，其特征在于，所述柔性夹持结构为权利要求4所述的柔性夹持结构，形成所述柔性吸附层包括：

技术总结一种柔性夹持结构，该柔性夹持结构包括电热层、活性层和柔性吸附层，施加电压时，电热层产生热量，触发液晶弹性体薄膜发生相转变，使得活性层产生宏观收缩，带动柔性吸附层发生弯曲变形，从而接触需要拾取的物体。撤去电压时，电热层开始冷却，触发液晶弹性体薄膜内的液晶分子恢复取向，使得活性层产生宏观膨胀，带动柔性吸附层恢复原状，从而松开拾取到的物体。通过控制电热层的通电或断电，即可实现柔性夹持结构拾取和松开的状态切换，比较简单，电驱动产生的加载力较小，能够较好地适用于电子元器件的转移和运输。技术研发人员：戴洋,韩韫韬,梁魁受保护的技术使用者：北京京东方技术开发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14