CN106626639A - 一种仿生机器人皮肤及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿生机器人皮肤，包括机械骨架、海绵填充层、内改性硅胶层、弹性纤维层、外改性硅胶层和着色层，所述海绵填充层、内改性硅胶层、弹性纤维层、外改性硅胶层和着色层由内至外依次包覆在机械骨架上，所述内改性硅胶层与海绵填充层固定连接，所述弹性纤维层与内改性硅胶层粘接，所述外改性硅胶层与弹性纤维层固定连接，所述着色层和外改性硅胶层固定连接。仿生机器人皮肤的制作方法通过逐层包覆，并将硅胶层进行改性增加粘度，着色过程中由聚二甲基硅氧烷为载体。本发明的优点：制作成本低，可塑性好，弹性好，具有较好的延展性和耐候性。通过采用聚二甲基硅氧烷为主的材料作为着色层，硅胶更加容易着色，并且不容易脱色、褪色。

Description

一种仿生机器人皮肤及其制作方法
技术领域
本发明涉及仿生机器人，尤其涉及一种仿生机器人皮肤及其制作方法。
背景技术
随着机器人技术的发展，对机器人的仿生性要求也越来越高。目前常规的做法一是采用模具制作硅胶表皮，这样皮肤与机械很难匹配，着色困难，易脱色。另一种方法的采用海绵造型，硅硐玻璃胶加汽油稀释，此种方法弊端玻璃胶有很强的刺鼻气味且弹性不够、汽油危险易燃，玻璃胶稀释后性能下降不耐用。例如公开号为102555394A的中国专利公开了一种机器人皮肤，其包括由外到内依次粘贴在一起的玻璃胶混合物层、海绵回弹层和树脂胶层。这种机器人皮肤采用玻璃胶混合物层作为着色层，着色困难容易脱色，仿真度较低差，且制作过程容易对人体造成损害。
发明内容
针对现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种制作简单方便、着色性好的仿生机器人皮肤及其制作方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种仿生机器人皮肤，包括机械骨架、海绵填充层、内改性硅胶层、弹性纤维层、外改性硅胶层和着色层，所述海绵填充层、内改性硅胶层、弹性纤维层、外改性硅胶层和着色层由内至外依次包覆在机械骨架上，所述内改性硅胶层与海绵填充层固定连接，所述弹性纤维层与内改性硅胶层粘接，所述外改性硅胶层与弹性纤维层固定连接，所述着色层和外改性硅胶层固定连接。
进一步的，所述着色层包括聚二甲基硅氧烷、色浆和稀释剂。
进一步的，所述内改性硅胶层由硅胶、白炭黑和固化剂组成。
进一步的，所述外改性硅胶层由硅胶、硅油和固化剂组成。
本发明的另一个目的是提供一种如前所述的仿生机器人皮肤的制作方法，包括如下步骤：
步骤一：在机械骨架上包裹海绵填充层，将包裹好的海绵通过雕塑成型；
步骤二：采用刮板将内改性硅胶涂覆在雕塑成型的海绵上，所述内改性硅胶由硅胶与白碳黑按1：0.5的比例充分搅拌形成，所述内改性硅胶在涂覆时使用固化剂进行固化处理；
步骤三：在涂覆内改性硅胶的同时粘接弹性纤维布，弹性纤维布通过内改性硅胶与海绵填充层粘接；
步骤四：采用刷子将外改性硅胶涂覆在弹性纤维布的表面，所述外改性硅胶由硅胶与硅油按1:0.1的比例充分搅拌形成，所述外改性硅胶在涂覆之前加入固化剂进行固化处理；
步骤五：将预先配制好的着色剂喷涂在外改性硅胶层的表面，所述着色剂由聚二甲基硅氧烷、色浆和稀释剂按照1：0.005-0.05：0.1-1的配比充分混合形成。
本发明有益效果为：
(1)通过在机械骨架表面包裹海绵进行雕塑成型，制作成本低，可塑性好，弹性好，并且避免了机械骨架和包覆层之间尺寸不匹配的问题，这是因为海绵的弹性空间大。
(2)通过将外硅胶层作为皮肤的外层，增强皮肤的弹性、延展性和耐候性。
(3)通过采用聚二甲基硅氧烷为主的材料作为着色层，使得硅胶更加容易着色，并且不容易脱色。
附图说明
图1是本发明中的仿生机器人皮肤结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参看图1，本具体实施方式披露了一种仿生机器人皮肤及其制作方法。一种仿生机器人皮肤包括机械骨架1、海绵填充层2、内改性硅胶层3、弹性纤维层4、外改性硅胶层5和着色层6。海绵填充层2、内改性硅胶层3、弹性纤维层4、外改性硅胶层5和着色层6由内至外依次包覆在机械骨架1上。
制作过程中，首先在机械骨架上包裹海绵填充层，将包裹好的海绵通过雕塑成型。通过在机械骨架表面包裹海绵进行雕塑成型，制作成本低，可塑性好，弹性好，并且避免了机械骨架和包覆层之间尺寸不匹配的问题，这是因为海绵的弹性空间大。再用刮板将内改性硅胶涂覆在雕塑成型的海绵上，可行的，内改性硅胶由硅胶与白碳黑按1：0.5的比例充分搅拌形成，内改性硅胶在涂覆时使用固化剂进行固化处理。在涂覆内改性硅胶的同时粘接弹性纤维布，弹性纤维布通过内改性硅胶与海绵填充层粘接。通过添加固化剂能够有效的增强内改性硅胶层3的耐候性。弹性纤维层4与内改性硅胶层3粘接。通过硅胶直接将弹性纤维布4直接粘接，无需使用胶水，环保无污染。可行的，弹性纤维层4采用高强弹力纤维制成，增强了皮肤的强度。用刷子将外改性硅胶涂覆在弹性纤维布的表面，可行的外改性硅胶由硅胶与硅油按1:0.1的比例充分搅拌形成，外改性硅胶在涂覆之前加入固化剂进行固化处理。外层采用弹性纤维布和改性硅胶，既能够使得仿真性更加，又能够增强皮肤外层的弹性和强度。外改性硅胶层的粘度较大，在制作过程中能够均匀涂抹在弹性纤维布表面，具有较好的弹性，柔软性，延展性，耐候性。
将预先配制好的着色剂喷涂在外改性硅胶层的表面，所述着色剂由聚二甲基硅氧烷、色浆和稀释剂按照1：0.005-0.05：0.1-1的配比充分混合形成。可行的，稀释剂可以是二甲苯、石油醚、正己烷其中任意一种。(3)通过采用聚二甲基硅氧烷为主的材料作为着色层，使得硅胶更加容易着色，并且不容易脱色。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种仿生机器人皮肤，其特征在于：包括机械骨架(1)、海绵填充层(2)、内改性硅胶层(3)、弹性纤维层(4)、外改性硅胶层(5)和着色层(6)，所述海绵填充层(2)、内改性硅胶层(3)、弹性纤维层(4)、外改性硅胶层(5)和着色层(6)由内至外依次包覆在机械骨架(1)上，所述内改性硅胶层(3)与海绵填充层(2)固定连接，所述弹性纤维层(4)与内改性硅胶层(3)粘接，所述外改性硅胶层(5)与弹性纤维层(4)固定连接，所述着色层(6)和外改性硅胶层(5)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种仿生机器人皮肤，其特征在于：所述着色层(6)包括聚二甲基硅氧烷、色浆和稀释剂。
3.根据权利要求1所述的一种仿生机器人皮肤，其特征在于：所述内改性硅胶层(3)由硅胶、白炭黑和固化剂组成。
4.根据权利要求1所述的一种仿生机器人皮肤，其特征在于：所述外改性硅胶层(5)由硅胶、硅油和固化剂组成。
5.一种如权利要求1所述的仿生机器人皮肤的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：在机械骨架上包裹海绵填充层，将包裹好的海绵通过雕塑成型；
步骤二：采用刮板将内改性硅胶涂覆在雕塑成型的海绵上，所述内改性硅胶由硅胶与白碳黑按1：0.5的比例充分搅拌形成，所述内改性硅胶在涂覆时使用固化剂进行固化处理；
步骤三：在涂覆内改性硅胶的同时粘接弹性纤维布，弹性纤维布通过内改性硅胶与海绵填充层粘接；
步骤四：采用刷子将外改性硅胶涂覆在弹性纤维布的表面，所述外改性硅胶由硅胶与硅油按1:0.1的比例充分搅拌形成，所述外改性硅胶在涂覆之前加入固化剂进行固化处理；
步骤五：将预先配制好的着色剂喷涂在外改性硅胶层的表面，所述着色剂由聚二甲基硅氧烷、色浆和稀释剂按照1：0.005-0.05：0.1-1的配比充分混合形成。
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