CN113771344B - 卷膜机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于软体机器人驱动器技术领域，尤其涉及一种卷膜机构，包括：底架；驱动装置，驱动装置安装在底架上；卷膜装置，卷膜装置安装在底架上，卷膜装置包括第一卷膜组件和第二卷膜组件，第一卷膜组件和第二卷膜组件相对布置，并且，第一卷膜组件与第二卷膜组件均与驱动装置连接；其中，膜料端部的一侧端角固定于第一卷膜组件，膜料端部的另一侧端角固定于第二卷膜组件，驱动装置驱动第一卷膜组件与第二卷膜组件同步转动进行卷膜，使膜料卷膜成型为空心膜料棒。应用本发明的技术方案解决了现有技术中尚未存在专用于制作轧制DEA的设备，导致轧制DEA的制作比较困难的问题。

Description

卷膜机构

技术领域

本发明属于软体机器人驱动器技术领域，尤其涉及DE驱动器的制作，本发明提供了一种卷膜机构。

背景技术

介电弹性体(DE)是一种典型的EAP(电活性聚合物)，在外部电场作用下可产生显著变形。由于其特点，如大变形、快速响应、弹性低的模组、高能量密度、重量轻、低成本，介电弹性体享有人造肌肉的美誉，已成为软体机器人中最有前途的驱动材料之一。DEA(介电弹性体驱动器)激活时诱导的麦克斯韦应力导致介电弹性体扩大其面积并收缩其厚度。基于将电能直接转化为机械能的机制，DE被设计成各种配置执行器、软机器人等。由于DE的特性，现有技术中尚未存在专用于制作DEA的设备，导致轧制DEA的制作比较困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷膜机构，旨在解决现有技术中尚未存在专用于制作轧制DEA的设备，导致轧制DEA的制作比较困难的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种卷膜机构，包括：底架；驱动装置，驱动装置安装在底架上；卷膜装置，卷膜装置安装在底架上，卷膜装置包括第一卷膜组件和第二卷膜组件，第一卷膜组件和第二卷膜组件相对布置，并且，第一卷膜组件与第二卷膜组件均与驱动装置连接；其中，膜料端部的一侧端角固定于第一卷膜组件，膜料端部的另一侧端角固定于第二卷膜组件，驱动装置驱动第一卷膜组件与第二卷膜组件同步转动进行卷膜，使膜料卷膜成型为空心膜料棒。

可选地，第一卷膜组件包括：支撑架，支撑架固定安装在底架上；转轴，转轴可转动地装配在支撑架上；动力输入结构，动力输入结构连接在转轴的第一端上，动力输入结构与驱动装置连接；接膜结构，接膜结构连接在转轴的第二端上，膜料端部的其中一侧端角固定在接膜结构上。

可选地，接膜结构包括：安装部，安装部的第一端与转轴连接；夹爪部，夹爪部连接在安装部的第二端上；接膜件，接膜件可分离地装配在夹爪部上，膜料端部的其中一侧端角固定在接膜件上。

可选地，安装部包括：第一连接件，第一连接件的一侧与转轴连接，第一连接件的另一侧设有卡接槽与第一限位半槽，卡接槽的延伸方向与第一限位半槽的延伸方向相交；第二连接件，第二连接件的一侧设有卡接凸起和第二限位半槽，卡接凸起卡嵌在卡接槽中，使第一限位半槽与第二限位半槽配合形成通孔，第二连接件的另一侧与夹爪部连接；防脱销，防脱销插置在通孔中。

可选地，夹爪部包括：夹爪，夹爪的第一端连接在第二连接件上，夹爪可沿空心膜料棒的轴线方向滑移，接膜件可分离地装配在夹爪的第二端上。

可选地，夹爪部还包括：调节销，第二连接件上设有条状调节孔，条状调节孔的延伸方向与空心膜料棒的轴线方向一致，调节销穿过条状调节孔与夹爪的第一端；弹性件，弹性件装配在夹爪与第二连接件之间，弹性件向夹爪提供使其靠近空心膜料棒的弹力。

可选地，第一卷膜组件和第二卷膜组件结构相同。

可选地，卷膜机构还包括：放膜装置，放膜装置安装在底架上，放膜装置用于放置膜料，并且放膜装置向卷膜装置输送膜料。

可选地，放膜装置包括：第一立板，第一立板固定连接在底架上；第二立板，第二立板固定连接在底架上，第二立板与第一立板相对地间隔设置；滑动板，滑动板的两端可滑移地分别装配在第一立板与第二立板上，膜料远离卷膜装置的端部固定在滑动板上。

可选地，驱动装置包括：安装架，安装架固定安装在底架上；同步转轴，同步转轴可转动装配在安装架上；第一动力输出结构，第一动力输出结构连接在同步转轴的第一端上，第一动力输出结构与第一卷膜组件的动力输入结构驱动连接；第二动力输出结构，第二动力输出结构连接在同步转轴的第二端上，第二动力输出结构与第二卷膜组件的动力输入结构驱动连接。

本发明至少具有以下有益效果：

应用本发明提供的卷膜机构对介电弹性体膜料(以下称为膜料)进行卷膜操作，通过第一卷膜组件和第二卷膜组件分别固定住膜料端部的两侧端角，然后驱动装置驱动第一卷膜组件与第二卷膜组件同步转动，则第一卷膜组件与第二卷膜组件开始卷膜，并使得膜料卷膜成型为空心膜料棒。应用本发明的卷膜机构进行卷膜操作，不仅能够简单、快速地制造完成空心膜料棒，而且，能够保证每次制备完成的空心膜料棒的质量，解决了现有技术中制作轧制DEA比较困难的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的卷膜机构的第一视角的装配结构示意图；

图2为本发明实施例的卷膜机构的第二视角的装配结构示意图；

图3为本发明实施例的卷膜机构中接膜结构的第一视角的分解图；

图4为本发明实施例的卷膜机构中接膜结构的第二视角的分解图；

图5为本发明实施例的卷膜机构中接膜结构的剖视图。

其中，图中各附图标记：

10、底架；20、驱动装置；21、安装架；22、同步转轴；23、第一动力输出结构；24、第二动力输出结构；30、卷膜装置；31、第一卷膜组件；311、支撑架；312、转轴；313、动力输入结构；314、接膜结构；315、安装部；3151、第一连接件；3152、第二连接件；3153、防脱销；3154、卡接槽；3155、第一限位半槽；3156、卡接凸起；3157、第二限位半槽；3158、条状调节孔；316、夹爪部；3161、夹爪；3162、调节销；3163、弹性件；317、接膜件；32、第二卷膜组件；40、放膜装置；41、第一立板；42、第二立板；43、滑动板；44、滑动槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种卷膜机构。具体地，该卷膜机构包括底架10、驱动装置20和卷膜装置30，并且，卷膜装置30包括第一卷膜组件31和第二卷膜组件32。装配时，驱动装置20安装在底架10上，卷膜装置30安装在底架10上，第一卷膜组件31和第二卷膜组件32相对布置，并且，第一卷膜组件31与第二卷膜组件32均与驱动装置20连接。其中，膜料(未图示)端部的一侧端角固定于第一卷膜组件31，膜料端部的另一侧端角固定于第二卷膜组件32，驱动装置20驱动第一卷膜组件31与第二卷膜组件32同步转动进行卷膜，使膜料卷膜成型为空心膜料棒。

应用本发明提供的卷膜机构对介电弹性体膜料进行卷膜操作，通过第一卷膜组件31和第二卷膜组件32分别固定住膜料端部的两侧端角，然后驱动装置20驱动第一卷膜组件31与第二卷膜组件32同步转动，则第一卷膜组件31与第二卷膜组件32开始卷膜，并使得膜料卷膜成型为空心膜料棒。应用本发明的卷膜机构进行卷膜操作，不仅能够简单、快速地制造完成空心膜料棒，而且，能够保证每次制备完成的空心膜料棒的质量，解决了现有技术中制作轧制DEA比较困难的问题。

在本发明中，如图1所示，底架10为一块底座基板，将该底座基板水平放置，从而形成了工作台面，驱动装置20、第一卷膜组件31和第二卷膜组件32均安装在该工作台面上。

在本发明中，第一卷膜组件31和第二卷膜组件32结构相同。

如图2所示，第一卷膜组件31包括支撑架311、转轴312、动力输入结构313和接膜结构314。装配时，支撑架311通过螺栓固定安装在底架10上，转轴312可转动地装配在支撑架311上，动力输入结构313连接在转轴312的第一端上，动力输入结构313与驱动装置20连接，接膜结构314连接在转轴312的第二端上，膜料端部的其中一侧端角固定在接膜结构314上。当驱动装置20同时向第一卷膜组件31的动力输入结构313与第二卷膜组件32的动力输入结构313输出动力时，则第一卷膜组件31的转轴312与第二卷膜组件32的转轴312同步转动，从而第一卷膜组件31的接膜结构314与第二卷膜组件32的接膜结构314进行同步卷膜，从而将膜料卷成空心膜料棒。

如图3至图5所示，接膜结构314包括安装部315、夹爪部316和接膜件317。装配时，安装部315的第一端与转轴312连接，夹爪部316连接在安装部315的第二端上，接膜件317可分离地装配在夹爪部316上，膜料端部的其中一侧端角固定在接膜件317上。具体地，如图3所示，安装部315包括第一连接件3151、第二连接件3152和防脱销3153，第一连接件3151的一侧与转轴312连接，第一连接件3151的另一侧设有卡接槽3154与第一限位半槽3155，卡接槽3154的延伸方向与第一限位半槽3155的延伸方向相交，第二连接件3152的一侧设有卡接凸起3156和第二限位半槽3157，卡接凸起3156卡嵌在卡接槽3154中，使第一限位半槽3155与第二限位半槽3157配合形成通孔，第二连接件3152的另一侧与夹爪部316连接，防脱销3153插置在通孔中。并且，如图4所示，夹爪部316包括夹爪3161、调节销3162和弹性件3163，夹爪3161的第一端连接在第二连接件3152上，夹爪3161可沿空心膜料棒的轴线方向滑移，接膜件317可分离地装配在夹爪3161的第二端上，第二连接件3152上设有条状调节孔3158，条状调节孔3158的延伸方向与空心膜料棒的轴线方向一致，调节销3162穿过条状调节孔3158与夹爪3161的第一端，弹性件3163装配在夹爪3161与第二连接件3152之间，弹性件3163向夹爪3161提供使其靠近空心膜料棒的弹力。

在本发明中，接膜件317为直径约是2mm的不锈钢丝，因而卷制成型的空心膜料棒的空心直径约为2mm。具体地，夹爪3161的一端设置成多爪，夹爪3161的另一端开设连接孔，该连接孔与条状调节孔3158相对，调节销3162穿过条状调节孔3158以及夹爪3161的连接孔，从而将夹爪3161连接在第二连接件3152上。将不锈钢丝的一端采用双面胶缠绕一圈，然后将缠有双面胶的端部插置入多个爪之间，通过多个爪的自身弹性形变力将不锈钢丝夹紧。在准备膜料时，将膜料端部的两侧端角分别利用双面胶或者胶水固定在不锈钢丝外露于夹爪3161的端部上。此时，通过驱动装置20输出动力以同时地驱动第一卷膜组件31的动力输入结构313和第二卷膜组件32的动力输入结构313，则两个接膜件317同时转动，从而同步进行卷膜，将膜料卷绕成空心膜料棒。

在卷膜的过程中，如果卷制的膜料棒上出现了褶皱层，此时，则可以通过操作调节销3162沿着条状调节孔3158朝着远离空心膜料棒的方向移动，如此，由于膜料棒自身具有的形变特性(膜料能够减少厚度而转变为扩大面积)，因此，接膜件317将膜料棒拉伸，此时褶皱的部位被展平，当接膜件317在弹性件3163的弹力作用下复位之后，膜料棒也随之收缩，从而消除了褶皱。

在本发明中，条状调节孔3158为腰形孔，方便钻孔加工。

在另一种可行的实施方式中，卡接槽3154设置在第二连接件3152上，卡接凸起3156设置在第一连接件3151上，卡接凸起3156卡嵌在卡接槽3154中。

在本发明实施例中，卷膜机构还包括放膜装置40，如图1和图2所示，放膜装置40安装在底架10上，放膜装置40用于放置膜料，并且放膜装置40向卷膜装置30输送膜料，从而提高卷膜工作效率。

具体地，如图1和图2所示，放膜装置40包括第一立板41、第二立板42和滑动板43。装配时，第一立板41通过螺栓固定连接在底架10上，第二立板42也通过螺栓固定连接在底架10上，第二立板42与第一立板41相对地间隔设置。并且，第一立板41与第二立板42上均开设有滑动槽44，滑动板43的两端可滑移地分别装配在第一立板41与第二立板42的滑动槽44中，膜料远离卷膜装置30的端部固定在滑动板43上。这样，当第一卷膜组件31和第二卷膜组件32进行同步卷膜的过程中，膜料在第一卷膜组件31和第二卷膜组件32的接膜件317与滑动板43之间伸展拉直，并且膜料在卷膜的过程中滑动板43跟随膜料一起沿着滑动槽44移动，使得膜料始终保持绷紧，从而能够减少卷膜过程中膜料出现褶皱的情况，提高卷膜效率和卷膜质量。

如图1和图2所示，驱动装置20包括安装架21、同步转轴22、第一动力输出结构23和第二动力输出结构24。装配时，安装架21固定安装在底架10上，同步转轴22可转动装配在安装架21上，第一动力输出结构23连接在同步转轴22的第一端上，第二动力输出结构24连接在同步转轴22的第二端上，并且，第一动力输出结构23与第一卷膜组件31的动力输入结构313驱动连接，第二动力输出结构24与第二卷膜组件32的动力输入结构313驱动连接。如此，第一动力输出结构23与第二动力输出结构24分别驱动第一卷膜组件31的动力输入结构313与第二卷膜组件32的动力输入结构313同步转动，从而使得第一卷膜组件31和第二卷膜组件32进行同步转动卷膜。

在本发明中，第一动力输出结构23、第二动力输出结构24以及两个动力输入结构313均为齿轮，也就是，第一动力输出结构23与第一卷膜组件31的动力输入结构313相啮合，第二动力输出结构24与第二卷膜组件32的动力输入结构313相啮合。当同步转轴22转动，从而同步地带动第一动力输出结构23和第二动力输出结构24转动，也就使得第一卷膜组件31和第二卷膜组件32的动力输入结构313同步转动，从而进行同步卷膜，将膜料卷制成空心膜料棒。

在另一种可行的实施方式中，第一动力输出结构23与第一卷膜组件31的动力输入结构313之间、以及第二动力输出结构24与第二卷膜组件32的动力输入结构313之间也可以均采用同步带的传动方式进行动力传递。

在本实施例中，同步转轴22可以由手柄(未图示)进行手摇输入动力，也可以采用驱动电机(未图示)配合减速箱(未图示)进行输入动力，从而带动同步转轴22转动，继而带通第一动力输出结构23和第二动力输出结构24同步转动以带动第一卷膜组件31和第二卷膜组件32同步转动卷膜。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种卷膜机构，其特征在于，所述卷膜机构用于对介电弹性体膜料进行卷膜操作，所述介电弹性体膜料能够减少厚度而转变为扩大面积，所述卷膜机构包括：

底架（10）；

驱动装置（20），所述驱动装置（20）安装在所述底架（10）上；

卷膜装置（30），所述卷膜装置（30）安装在所述底架（10）上，所述卷膜装置（30）包括第一卷膜组件（31）和第二卷膜组件（32），所述第一卷膜组件（31）和所述第二卷膜组件（32）相对布置，并且，所述第一卷膜组件（31）与所述第二卷膜组件（32）均与所述驱动装置（20）连接；

其中，膜料端部的一侧端角固定于所述第一卷膜组件（31），膜料端部的另一侧端角固定于所述第二卷膜组件（32），所述驱动装置（20）驱动所述第一卷膜组件（31）与所述第二卷膜组件（32）同步转动进行卷膜，使膜料卷膜成型为空心膜料棒；

所述第一卷膜组件（31）包括：支撑架（311），所述支撑架（311）固定安装在所述底架（10）上；转轴（312），所述转轴（312）可转动地装配在所述支撑架（311）上；动力输入结构（313），所述动力输入结构（313）连接在所述转轴（312）的第一端上，所述动力输入结构（313）与所述驱动装置（20）连接；接膜结构（314），所述接膜结构（314）连接在所述转轴（312）的第二端上，膜料端部的其中一侧端角固定在所述接膜结构（314）上；

所述接膜结构（314）包括：安装部（315），所述安装部（315）的第一端与所述转轴（312）连接；夹爪部（316），所述夹爪部（316）连接在所述安装部（315）的第二端上；接膜件（317），所述接膜件（317）可分离地装配在所述夹爪部（316）上，膜料端部的其中一侧端角固定在所述接膜件（317）上；

夹爪部（316）包括：夹爪（3161），所述夹爪（3161）的第一端连接在所述安装部（315）上，所述夹爪（3161）可沿所述空心膜料棒的轴线方向滑移，所述接膜件（317）可分离地装配在所述夹爪（3161）的第二端上；调节销（3162），所述安装部（315）上设有条状调节孔（3158），所述条状调节孔（3158）的延伸方向与所述空心膜料棒的轴线方向一致，所述调节销（3162）穿过所述条状调节孔（3158）与所述夹爪（3161）的第一端；弹性件（3163），所述弹性件（3163）装配在所述夹爪（3161）与所述安装部（315）之间，所述弹性件（3163）向所述夹爪（3161）提供使其靠近所述空心膜料棒的弹力。

2.根据权利要求1所述的卷膜机构，其特征在于，

所述安装部（315）包括：

第一连接件（3151），所述第一连接件（3151）的一侧与所述转轴（312）连接，所述第一连接件（3151）的另一侧设有卡接槽（3154）与第一限位半槽（3155），所述卡接槽（3154）的延伸方向与所述第一限位半槽（3155）的延伸方向相交；

第二连接件（3152），所述第二连接件（3152）的一侧设有卡接凸起（3156）和第二限位半槽（3157），所述卡接凸起（3156）卡嵌在所述卡接槽（3154）中，使所述第一限位半槽（3155）与所述第二限位半槽（3157）配合形成通孔，所述第二连接件（3152）的另一侧与所述夹爪部（316）连接；

防脱销（3153），所述防脱销（3153）插置在所述通孔中。

3.根据权利要求1或2所述的卷膜机构，其特征在于，

所述第一卷膜组件（31）和所述第二卷膜组件（32）结构相同。

4.根据权利要求1或2所述的卷膜机构，其特征在于，

所述卷膜机构还包括：

放膜装置（40），所述放膜装置（40）安装在所述底架（10）上，所述放膜装置（40）用于放置膜料，并且所述放膜装置（40）向所述卷膜装置（30）输送膜料。

5.根据权利要求4所述的卷膜机构，其特征在于，

所述放膜装置（40）包括：

第一立板（41），所述第一立板（41）固定连接在所述底架（10）上；

第二立板（42），所述第二立板（42）固定连接在所述底架（10）上，所述第二立板（42）与所述第一立板（41）相对地间隔设置；

滑动板（43），所述滑动板（43）的两端可滑移地分别装配在所述第一立板（41）与所述第二立板（42）上，膜料远离所述卷膜装置（30）的端部固定在所述滑动板（43）上。

6.根据权利要求3所述的卷膜机构，其特征在于，

驱动装置（20）包括：

安装架（21），所述安装架（21）固定安装在所述底架（10）上；

同步转轴（22），所述同步转轴（22）可转动装配在所述安装架（21）上；

第一动力输出结构（23），所述第一动力输出结构（23）连接在所述同步转轴（22）的第一端上，所述第一动力输出结构（23）与所述第一卷膜组件（31）的所述动力输入结构（313）驱动连接；

第二动力输出结构（24），所述第二动力输出结构（24）连接在所述同步转轴（22）的第二端上，所述第二动力输出结构（24）与所述第二卷膜组件（32）的所述动力输入结构（313）驱动连接。