CN112518732B - 一种具有形状记忆功能的抓取结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有形状记忆功能的抓取结构及其制备方法；所述抓取结构包括：连接部和抓取部；所述连接部与所述抓取部固定连接；所述连接部和所述抓取部包括双向形状记忆复合材料，所述连接部和所述抓取部适于通过一定温度的刺激进行双向形变，以抓取和释放物品；当所抓取所述物品时，所述连接部和所述抓取部为收缩状态；当释放所述抓取物品时，所述连接部和所述抓取部为伸长状态。相对于现有技术而言，本发明能够在两种形状间自由转变，且温度的刺激能够使抓取结构实现高驱动力，从而提高抓取结构的反应速度。

Description

一种具有形状记忆功能的抓取结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及抓取结构技术领域，特别涉及一种具有形状记忆功能的抓取结构及其制备方法。

背景技术

目前，现有的形状记忆树脂制备的抓取结构不适用于航空航天领域，主要由于抓取结构采用的形状记忆树脂只能记忆单一形状，仅可实现变形单一，无法实现反复变形，而且，现有的抓取结构有的需要在抓取结构中增加介电弹性体从而通过电驱动将抓取结构进行驱动，实现物品的抓取，但介电弹性体强度低，驱动力低，导致整个驱动结构的驱动效果不佳，还有的抓取结构机械结构较为复杂，导致制造过程复杂外，操作步骤也非常繁琐。

发明内容

本发明解决的问题是如何解决现有的抓取结构仅能实现单一变形或通过增加介质弹性体进行电驱动，导致驱动效果不佳或抓取结构机械结构较为复杂，导致制造过程复杂外，操作步骤也非常繁琐的技术问题中的至少一个。

为解决上述问题，本发明提供一种具有形状记忆功能的抓取结构，包括：连接部和抓取部；所述连接部与所述抓取部固定连接；所述连接部和所述抓取部包括双向形状记忆复合材料，所述连接部和所述抓取部适于通过一定温度的刺激进行双向形变，以抓取和释放物品；当抓取所述物品时，所述连接部和所述抓取部为收缩状态；当释放所述抓取物品时，所述连接部和所述抓取部为伸长状态。

进一步地，所述连接部包括驱动组件和第一连接件；所述驱动组件通过所述第一连接件与所述抓取部连接。

进一步地，所述驱动组件包括第一驱动结构和与所述第一驱动结构对称设置且固定连接的第二驱动结构；通过一定温度的刺激，所述第一驱动结构和所述第二驱动结构适于共同发生形变，以驱动所述抓取部向所述物品运动。

进一步地，所述第一驱动结构包括依次连接的第一边板、连接段和第二边板；当收缩状态时，所述连接段的形状为折线形；当伸长状态时，所述连接段的形状为直线形或弧线形。

进一步地，所述连接段、所述第一边板和/或所述第二边板由所述双向形状记忆复合材料制成。

进一步地，所述抓取部包括夹爪与转台，所述夹爪与所述转台可拆卸连接；所述转台适于与所述连接部连接。

进一步地，所述夹爪包括依次连接的勾取段、变形段和固定段；所述固定段与所述转台可拆卸连接；当收缩状态时，所述勾取段的顶端向所述转台靠近；当伸长状态时，所述勾取段的顶端向所述转台远离。

进一步地，所述勾取段、所述变形段和/或所述固定段由所述双向形状记忆复合材料制成。

相对于现有技术，本发明的抓取结构具有以下优势：

本发明的抓取结构能够实现双向形变，仅通过温度的刺激就能对物品进行抓取或回收，通过双向形变，本发明的抓取结构能够在两种形状间自由转变，且温度的刺激能够使抓取结构实现高驱动力，从而提高抓取结构的反应速度。

为解决上述问题，本发明还提供一种基于上述所述的抓取结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：制备双向形状记忆复合材料；

步骤S2：将所述双向形状记忆复合材料放入模具中，最终定型得到收缩状态的抓取结构；

步骤S3：将所述收缩状态的抓取结构取出模具并加热到180-200℃后，得到伸长状态的抓取结构；所述伸长状态的抓取结构继续降温至100-120℃以下，所述抓取结构保持收缩状态不变。

进一步地，制备所述双向形状记忆复合材料，包括以下步骤：

步骤S11：将双马来酰亚胺、聚硅氧烷中、四氢呋喃按照一定质量比进行混合；

步骤S12：加热并在惰性气体氛围的下搅拌12-24h，得到第一溶液；

步骤S13：向所述第一溶液中加入氰酸酯，直至所述氰酸酯完全溶解，最终制备得到所述双向形状记忆复合材料。

进一步地，步骤S13还包括：

在所述第一溶液中添加丁腈橡胶，直至所述氰酸酯与所述丁腈橡胶完全溶解，最终制备得到所述双向形状记忆复合材料。

进一步地，所述双马来酰亚胺树脂放入模具中，最终定型得到收缩状态的抓取结构，包括：

步骤S21：在所述模具中铺上适量厚度的纤维布；

步骤S22：将所述双向形状记忆复合材料向所述模具浇筑，室温放置12-24h后；将所述模具放置于烘箱内，进行梯度升温固化，定型得到所述收缩状态的抓取结构。

相对于现有技术，本发明抓取结构的制备方法具有以下优势：

本发明的抓取结构的制备方法，不仅能够使制备出的抓取结构具有实现双向形变，且通过此方法制备出的抓取机构韧性好，不易碎裂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明一实施方式的抓取机构伸长状态的结构示意图；

图2为本发明一实施方式的抓取机构伸长状态的侧视图；

图3为本发明一实施方式带有柳钉的抓取机构的结构示意图；

图4为本发明一实施方式的抓取机构收缩状态的示意图；

图5为本发明一实施方式的抓取机构收缩状态的侧视图；

图6为现有技术形状记忆复合材料的DSC数据曲线图；

图7为现有技术形状记忆复合材料的拉伸数据曲线图；

图8为本发明中实施例1的形状记忆复合材料的DSC数据曲线图；

图9为本发明中实施例1的形状记忆复合材料的拉伸数据曲线图；

图10为本发明中实施例2的形状记忆复合材料的DSC数据曲线图；

图11为本发明中实施例2的形状记忆复合材料的拉伸数据曲线图。

附图标记：

1-连接部，11-驱动组件，111-第一驱动结构，1111-第一边板，1112-连接段，1113-第二边板，112-第二驱动结构，12-第二连接件，13-柳钉，2-抓取部，21-夹爪，211-勾取段，212-变形段，213-固定段，214-固定件，22-转台，3-固定部。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。在本发明实施例的描述中，术语“一些具体实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更好地理解本发明而不是限制本发明的范围，在本发明中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1-5所示，本实施例提供一种具有形状记忆功能的抓取结构，包括：连接部1和抓取部2；连接部1与所述抓取部2固定连接；连接部1和抓取部2包括双向形状记忆复合材料，连接部1和所述抓取部2通过一定温度的刺激进行双向形变，以抓取和释放物品；当抓取物品时，连接部1和所述抓取部2为收缩状态；当释放抓取物品时，所述连接部1和抓取部2为伸长状态。

如图1、2所示，一些具体实施例，连接部1包括驱动组件11和第一连接件，驱动组件11通过第一连接件与抓取部2连接。需要说明的是，本实施例中的抓取结构仅限于物品的抓取，无法自行向所抓取物品进行前移或后移(驱动组件11能够实现的仅为到达被抓取物品的位置后，进行上、下移动，无法进行前、后移动)，需要通过其他辅助设备帮助其进行前移或后期。

优选地，连接部1还可以包括第二连接件12，第二连接件12与驱动组件11固定连接，第二连接件12的另一端与固定部3连接，固定部3可以为抓取结构的一部分，可以为与其连接的设备的一部分，还可以无需设置固定部3，凡是能够通过第二连接件12将整个抓取结构进行固定即可，安装有固定部3为本实施例中最佳的实施方式，以下实施例均按照有固定部3进行阐述，第二连接件12包括两个固定块，两个固定块的两侧分别与固定部3以及驱动组件11固定连接，固定连接可以通过螺栓方式，一体成型方式，卡扣方式均可，凡是能够将驱动组件11与固定部3进行固定即可，对此，本实施例对于连接方式不做具体限定。

如图1所示，具体地，驱动组件11可以由若干个组成，可根据具体所抓取的物品与第二连接件12处的高度进行自行设置。当有多个驱动组件11时，所述多个驱动组件11相互固定连接，固定连接的方式可以为螺钉固定，一体成型方式均可，优选地方案为一体成型。

驱动组件11包括第一驱动结构111和与第一驱动结构111对称设置且固定连接的第二驱动结构112；而且，第一驱动结构111与所第二驱动结构112的结构相同；通过一定温度的刺激，第一驱动结构111和第二驱动结构112共同发生形变，以驱动抓取部2向所述物品运动。当然，本实施例中驱动组件11的结构可以为任意一种形状，凡是能够通过温度刺激，驱动所述抓取部2前进、后退的均可，以下方案为本实施例中最为优选地方案，第一驱动结构111包括依次连接的第一边板1111、连接段1112和第二边板1113；当收缩状态时，连接段1112的形状为折线形；为此，此形状的连接段1112便于能够加高的承受物品的重力，以及周围的空隙便于驱动结构驱动变形。当伸长状态时，连接段1112的形状为直线形或弧线形。从而，保障抓取部2释放物品时，不易损坏。

由于，第一驱动结构111与第二驱动结构112结构相同，故第一驱动结构111与第二驱动结构112固定后，收缩状态时，两个结构朝向相对设置(即两个三角形相对设置)，使用时，通过材料的性能，进行双向形变。

连接段1112、第一边板1111和/或第二边板1113由双向形状记忆复合材料制成。需要说明的是，本实施例中连接段1112必须由双向形状记忆复合材料制成；而第一边板1111和第二边板1113采用双向形状记忆材料或钢板等材质制成，当连接段1112和第一边板1111和第二边板1113均由双向形状记忆材料制成时，则可一体成型，便于模具加工。当仅由连接段1112由双向形状记忆材料制成时，模具需要先行制备出连接段1112的收缩状态和伸长状态；然后在与第一边板1111和第二边板1113进行连接。连接可采用多种方式：螺栓方式，卡扣方式等，凡是能够对其进行固定，且加热时不分离即可。本实施例中的图1仅为均由双向形状记忆复合材料制成，且多个驱动组件11一体成型的结构图。

如图3所示，多个驱动组件11通过柳钉13进行连接，由于便于驱动组件11更好的伸缩；本实施例中的柳钉13用来固定连接，且连接后便于驱动组件11收缩或伸长。即本实施例中如驱动组件11中连接段1112、第一边板1111、第二边板1113均采用双向形状记忆材料制成，则多个驱动组件11连接时，最好采用一体成型的方式；当驱动组件11中仅连接段1112采用形状记忆材料时，最好采用柳钉13将多个驱动组件11进行固定连接。当然，上述描述的仅为本实施例中最佳的连接方式。

抓取部2包括夹爪21与转台22，夹爪21与转台22可拆卸连接；所述转台22适于与第一连接件进行与驱动组件11连接。夹爪21包括依次连接的勾取段211、变形段212和固定段213；固定段213与转台22可拆卸连接；当收缩状态时，勾取段211的顶端向转台靠近，结合附图4能够看出，附图4中的最左端为勾取段211的顶端；当伸长状态时，勾取段211的顶端向转台远离，结合图1和图3能够看出，图1和图3中的最左端为勾取段211的顶端。勾取段211、变形段212和/或固定段213由双向形状记忆复合材料制成。当勾取段211、变形段212和固定段213均由双向形状记忆材料复合制成时，可采用一体成型或通过其他连接件进行固定均可。只要能够让其夹爪21通过形变后对物品进行抓取以及再次形变后，进行放下所述物品即可。但勾取段211必须采用双向形状记忆材料制成，变形段212或固定段213可采用双向形状记忆材料制成，也可采用刚性材料等性能的材料制成均可，当勾取段211、变形段212和固定段213采用的材料均不相同时，勾取段211、变形段212和固定段213之间优选采用固定件连接，便于材料间固定牢靠。

固定段213通过固定件214与转台22连接。固定件214为螺栓方式或一体成型方式或卡扣方式进行固定连接。本实施例中转台22为一圆盘，当然，本实施例中的转台22中还能够放入控制器，由此，可通过远程控制整个抓取结构的移动，且此移动仅为抓取结构的位置移动，并不指抓取结构双向形变的产生的移动变化。

转台22与第一连接件(附图未显示)可固定连接，也可转动连接；固定连接时，抓取部2不能旋转，不能改变抓取部2的方向；如转动连接，可使夹爪21随着转台进行旋转转动。

本实施例中针对于针对于转台22与第一连接件的形状有多种，可根据实际场景以及抓取的物品进行自行设定。

工作原理：

本实施例中，抓取结构初始的形状为收缩状态的形状，准备抓取物品时，先对抓取结构进行温度的刺激，使其变形为伸长状态，将抓取结构对准准备抓取的物品时，将其抓取部2放置准备物品处，待温度冷却后，抓取结构自动变形为收缩状态，从而使物品置于抓取部2中，移动抓取结构至物品放置处后，在通过温度的刺激，由于抓取结构受到刺激后，抓取结构变形为伸长状态，从而，将物品放置需要放置的位置处。

本发明的具有形状记忆功能的抓取结构能够实现双向形变，仅通过温度的刺激就能对物品进行抓取或回收，通过双向形变，本发明的抓取结构能够在两种形状间自由转变，且温度的刺激能够使抓取结构实现高驱动力，从而提高抓取结构的反应速度。

本发明另一实施例提供一种基于上述所述的抓取结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：制备双向形状记忆复合材料，具体包括：

步骤S11：将双马来酰亚胺、聚硅氧烷、四氢呋喃按照一定质量比进行混合；

需要说明的是，目前现有技术中的采用双马来酰亚胺为原料的形状记忆复合材料，要么是弹性体不适用于航空航天领域，要么过脆，在使用时易碎，要么制备过程中溶剂挥发导致缺胶裂痕鼓泡以及材料会半固化不好变形也不好浸渍纤维等问题。但本实施例中制备出的双向形状记忆材料能够有效的解决上述技术问题，且还能够适用于各个领域中，更适合用于航空航天领域中。

具体地，双马来酰亚胺、聚硅氧烷、四氢呋喃的质量摩尔比的范围为：1:0.5-2:4；此范围内的能够让双马来酰亚胺、聚硅氧烷、四氢呋喃三者更好充分混合，减少杂质。

具体地，双马来酰亚胺包括4,4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷、1,2-二马来酰亚乙烷、1,4-双马来酰亚胺基丁烷、N,N’-1,3-苯撑双马来酰亚胺、1,6-二马来酰亚胺基己烷中的至少一种。

具体地，聚硅氧烷包括聚甲基氢硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚甲基苯基乙烯基硅氧烷、聚氟硅橡胶中的至少一种。

步骤S12：加热并在惰性气体氛围的下搅拌12-24h，得到第一溶液；此范围下能够使其上述三种物质充分混合，减少杂质，从而得到第一溶液。

优选地，惰性气体为氦气。

步骤S13：向第一溶液中加入0.5-2mol的氰酸酯，直至所述氰酸酯完全溶解，最终制备得到双向形状记忆复合材料。

由此，制备出的双向形状记忆复合材料在制备过程中减少缺胶、裂痕、鼓泡等风险，也容易浸渍纤维；并且，弹性较好，不易碎裂，

具体地，氰酸酯包括双酚A型二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、4,4-二异氰酸基-3,3’-二甲基联苯、1,5-二异氰酸萘、间苯二甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、三甲基已二异氰酸酯中的至少一种。

优选地，在第一溶液中添加0.1-5wt％丁腈橡胶，直至所述氰酸酯与所述丁腈橡胶完全溶解，最终制备得到双向形状记忆复合材料。由此，在第一溶液中在增加丁腈橡胶，能够使最终制备的双向形状记忆复合材料的弹性效果更好。

具体地，丁腈橡胶包括顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶中的一种。

还需要说明的是，上述步骤制备出双向形状复合材料不仅能够可以适用于本实施例中的还能够制备其他的结构，本实施例中制备出的双向形状复合材料具有质量轻、成本低、易于加工成型，更适用于航空航天领域，尤其是抓取结构的制备。

步骤S2：将双向形状记忆复合材料放入模具中，最终定型得到收缩状态的抓取结构，具体包括：

步骤S21：在模具中铺上适量厚度的纤维布；

步骤S22：将得到双向形状记忆复合材料向所述模具浇筑，室温放置12-24h后；将模具放置于烘箱内，进行梯度升温固化；最终，定型得到收缩状态的抓取结构。

具体地，放入4-6倍体积的双向形状记忆复合材料，并将模具横向放置(竖向双向形状记忆复合材料中的树脂会减少)，再在室温挥发双向形状记忆复合材料中的溶剂12-24h；双向形状记忆复合材料的溶剂＜5wt％；然后放入烘箱中，60-70℃进行挥发，直至双向形状记忆复合材料中的溶剂＜1wt％；而后，进行梯度升温固化，通过热压罐加压0.5-1个大气压，升温至120-150℃保温2-4h，升温至160-180℃保温1-2h，升温至200-200℃保温1-2h，最终，定型得到收缩状态的抓取结构。

需要说明的是，上述所说的最终制备得到收到状态的抓取结构，此抓取结构可以为抓取结构中仅采用双向形状记忆复合材料制备的部分结构，不能作用整个抓取结构。当然，如整个抓取结构均为双向形状记忆复合材料制成也可，届时可理解为整个抓取机构。

最终，制备得到的抓取结构或抓取结构中部分结构或双向形状记忆复合材料的玻璃化转变温度为100-200℃。此范围的玻璃转化温度相较于以往进行了提升，更好的使其双向形状记忆复合材料能够进行形状的完全转变。

步骤S3：将收缩状态的抓取结构取出模具并加热到180-200℃后，得到伸长状态的抓取结构；伸长状态的抓取结构继续降温至100-120℃以下，回复收缩状态的抓取结构；由于不在进行加热，导致温度会持续降低直至冷却至室温，抓取结构保持收缩状态不变。由于本实施例中的抓取结构采用了此方法进行制备，通过温度的刺激进行双向形变，从而提高了抓取结构的驱动力。

需要说明的是，现有的热固性材料再挥发溶剂时易半固化，半固化就不易自模具内抽出，但本实施例中制备出的抓取结构能够较为轻松的自模具中抽出。

本发明的抓取结构的制备方法，不仅能够使制备出的抓取结构具有实现双向形变，且通过此方法制备出的抓取机构韧性好，不易碎裂。

实施例1

将0.1mol 4,4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷与0.1mol聚甲基氢硅氧烷及400ml四氢呋喃放入三口烧瓶中，其中溶质含量约为19％，三口烧瓶置于水浴锅中，在65℃、通氩气的条件下搅拌24h，加入0.1mol 4,4-二异氰酸基-3,3’-二甲基联苯，混合5-10min后浇筑在模具中，室温放置24h，再将模具放在烘箱中，按照65℃2h、120℃1h、200℃1h的固化条件进行固化，最终定型。如图8、9所示，图8为本实施例最终制备出的形状记忆复合材料的DSC数据曲线图；图9为本实施例最终制备出的形状记忆复合材料的拉伸数据曲线图，实验结果如下：

DSC测试结果为：Tg为170℃；拉伸测试结果为：杨氏模量为1.2GPa。

需要说明的是，在与实施例1相同条件下(相同条件为模具放置时间以及固化时间)，对现有技术中形状记忆复合材料进行相同实验(即背景技术提到的抓取结构)，如图6、7所示，图6为现有技术形状记忆复合材料的DSC数据曲线图(其中：横坐标temperature代表温度，纵坐标Heat Flow代表热量)，图7为现有技术形状记忆复合材料的拉伸数据曲线图(其中：横坐标Strain代表应变，纵坐标Stress代表应力)，应变(Strain)是指当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变。

应力(Stress)是指材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为应力。或指物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。实验结果如下：

DSC测试结果为：Tg为105℃；拉伸测试结果为：杨氏模量为2070MPa。

通过上述实验结果能够看出，在相同条件下，现有的形状记忆材料的杨氏模量相对比实施例1大800Mpa左右，杨氏模量越大代表越不容易形变。

实施例2

将0.1mol 4,4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷与0.1mol聚甲基氢硅氧烷及400ml四氢呋喃放入三口烧瓶中，其中溶质含量约为19％，三口烧瓶置于水浴锅中，在65℃、通氩气的条件下搅拌24h，加入0.1mol 4,4-二异氰酸基-3,3’-二甲基联苯，加入5％wt的丁腈橡胶，混合5-10min后浇筑在模具中，室温放置24h，再将模具放在烘箱中，按照65℃2h、150℃1h、200℃1h的固化条件进行固化，最终定型。如图10、11所示，图10为本实施例的形状记忆复合材料的DSC数据曲线图，图11为本实施例的形状记忆复合材料的拉伸数据曲线图，实验结果如下：

DSC测试结果为：Tg为160℃；拉伸测试结果为：杨氏模量为0.9GPa。

实施例3

将0.2mol 4,4’-N,N’-1,3-苯撑双马来酰亚胺与0.1mol聚甲基乙烯基硅氧烷及500ml四氢呋喃放入三口烧瓶中，其中溶质含量约为22％，三口烧瓶置于水浴锅中，在70℃、通氩气的条件下搅拌18h，加入0.3mol二苯甲烷二异氰酸酯，混合10min后浇筑在模具中，室温放置18h，再将模具放在烘箱中，按照60℃1.5h、140℃1h、200℃2h的固化条件进行固化，最终定型。

实验结果如下：

DSC测试结果为：Tg为170℃；拉伸测试结果为：杨氏模量为1.3GPa。

实施例4

将0.1mol N,N’-1,3-苯撑双马来酰亚胺与0.2mol聚二甲基硅氧烷及500ml四氢呋喃放入三口烧瓶中，其中溶质含量约为23％，三口烧瓶置于水浴锅中，在65℃、通氦气的条件下搅拌20h，加入0.2mol 1,6-己二异氰酸酯，混合15min后浇筑在模具中，室温放置20h，再将模具放在烘箱中，按照70℃1h、150℃2h、220℃1h的固化条件进行固化，最终定型。

实验结果如下：

DSC测试结果为：Tg为160℃；拉伸测试结果为：杨氏模量为1.4GPa。

实施例5

将0.3mol 1,4-双马来酰亚胺基丁烷与0.3mol聚二甲基硅氧烷及1000ml四氢呋喃放入三口烧瓶中，其中溶质含量约为23％，三口烧瓶置于水浴锅中，在65℃、通氦气的条件下搅拌18h，加入0.4mol二苯甲烷二异氰酸酯，混合10min后浇筑在模具中，室温放置15h，再将模具放在烘箱中，按照70℃2h、100℃1h、200℃1.5h的固化条件进行固化，最终定型。

实验结果如下：

DSC测试结果为：Tg为160℃；拉伸测试结果为：杨氏模量为1GPa。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种抓取结构的制备方法，其特征在于，所述抓取结构应用于航天领域，所述抓取结构包括：连接部(1)和抓取部(2)；所述连接部(1)与所述抓取部(2)固定连接；

所述连接部(1)包括驱动组件(11)和第一连接件，所述驱动组件(11)通过所述第一连接件与所述抓取部(2)连接；

所述抓取部(2)包括夹爪(21)与转台(22)，所述夹爪(21)与所述转台(22)可拆卸连接；所述转台(22)适于与所述连接部(1)连接；

所述驱动组件(11)与所述夹爪(21)均由双向形状记忆复合材料制备而成；

所述驱动组件(11)和所述夹爪(21)适于通过一定温度的刺激进行双向形变，以抓取和释放物品；当抓取所述物品时，所述驱动组件(11)和所述夹爪(21)为收缩状态；当释放所述物品时，所述驱动组件(11)和所述夹爪(21)为伸长状态；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤S1：制备双向形状记忆复合材料，包括以下步骤：

步骤S11：将双马来酰亚胺、聚硅氧烷、四氢呋喃按照一定质量比进行混合；

步骤S12：加热并在惰性气体氛围下搅拌12-24h，得到第一溶液；

步骤S13：向所述第一溶液中加入氰酸酯，直至所述氰酸酯完全溶解，最终制备得到所述双向形状记忆复合材料；

步骤S2：将所述双向形状记忆复合材料放入模具中，最终定型得到收缩状态的抓取结构；

步骤S3：将所述收缩状态的抓取结构取出所述模具并加热到180-200℃，得到伸长状态的抓取结构；

所述伸长状态的抓取结构继续降温至100-120℃以下，所述抓取结构保持收缩状态不变。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S13还包括：

在所述第一溶液中添加丁晴橡胶，直至所述氰酸酯与所述丁晴橡胶完全溶解，最终制备得到所述双向形状记忆复合材料。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述双马来酰亚胺树脂放入模具中，最终定型得到收缩状态的抓取结构，包括：

步骤S21：在所述模具中铺上适量厚度的纤维布；

步骤S22：将所述双向形状记忆复合材料向所述模具浇筑，室温放置12-24h后，将所述模具放置于烘箱内，进行梯度升温固化，定型得到所述收缩状态的抓取结构。

4.一种具有形状记忆功能的抓取结构，其特征在于，如权利要求1-3任一项所述的方法制备而成。

5.根据权利要求4所述的抓取结构，其特征在于，所述驱动组件(11)包括第一驱动结构(111)和与所述第一驱动结构(111)对称设置且固定连接的第二驱动结构(112)；通过一定温度的刺激，所述第一驱动结构(111)和所述第二驱动结构(112)适于共同发生形变，以驱动所述抓取部(2)向所述物品运动。

6.根据权利要求5所述的抓取结构，其特征在于，所述第一驱动结构(111)包括依次连接的第一边板(1111)、连接段(1112)和第二边板(1113)；当收缩状态时，所述连接段(1112)的形状为折线形；当伸长状态时，所述连接段(1112)的形状为直线形或弧线形。

7.根据权利要求4所述的抓取结构，其特征在于，所述夹爪(21)包括依次连接的勾取段(211)、变形段(212)和固定段(213)；所述固定段(213)与所述转台(22)可拆卸连接；当收缩状态时，所述勾取段(211)的顶端向所述转台(22)靠近；当伸长状态时，所述勾取段(211)的顶端向所述转台(22)远离。

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