CN114044070B - 一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，涉及爬壁机器人技术领域，包括气动旋转关节与可变刚度扭关节；气动旋转关节包括旋转关节外壳，旋转关节外壳内部设置有限位器和旋转气囊；限位器包括限位销、第一限位片和第二限位片；所述第一限位片和第二限位片可转动的设置在所述限位销上构成一个旋转副；所述旋转气囊设置在所述第一限位片和第二限位片之间；可变刚度扭转关节包括核心刚度气囊、第一气囊和第二气囊；可变刚度扭转关节的第一端与穿过所述旋转关节外壳上的通孔与所述第二限位片固定连接。本发明设有气动旋转关节和可变刚度扭关节，使小臂具备旋转与扭转两个自由度，可有效解决机器人运动之中粘附失效与粘脱附冲击等问题。

Description

一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂

技术领域

本发明涉及爬壁机器人技术领域，具体是一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂。

背景技术

特种机器人主要应用于专业领域，一般由经过专门培训的人员操作或使用，辅助或代替人工执行任务。特种机器人可应用于未知空间探测、危险环境作业等，复杂的环境对特种机器人的三维空间运动能力提出巨大的挑战。仿壁虎爬壁机器人属于特种机器人的一种，通过粘附脚掌的设计可实现针对竖直面或陡峭面的攀爬。在传统足式仿壁虎粘附机器人的设计之中(专利CN106515893B、专利CN100469538、专利CN101353064B、专利CN113212584A等)，仿生壁虎机器人的四肢均为刚性构件，采取电机/舵机驱动，仿生壁虎机器人的四肢一般包括大臂、小臂和脚掌，小臂仅具备相对于大臂的旋转自由度，在运动之中存在黏附失效与粘脱附冲击等问题。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术中，仿生壁虎机器人的四肢在运动过程中存在黏附失效与粘脱附冲击的问题，提供一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂。

技术方案：一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，包括气动旋转关节与可变刚度扭关节；所述气动旋转关节包括旋转关节外壳，所述旋转关节外壳内部设置有限位器和旋转气囊；所述限位器包括限位销、第一限位片和第二限位片；所述第一限位片和第二限位片可转动的设置在所述限位销上构成一个旋转副；所述旋转气囊设置在所述第一限位片和第二限位片之间，且所述旋转气囊相对的两侧面分别与所述第一限位片和第二限位片固定连接；所述第一限位片和第二限位片远离所述旋转气囊的侧面上分别设有第一限位块和第二限位块；所述第一限位片与所述旋转关节外壳的内壁固定连接；所述限位销通过轴承固定在所述旋转关节外壳上；所述可变刚度扭转关节包括核心刚度气囊、第一气囊和第二气囊；所述第一气囊和第二气囊在折叠出多个倾斜的第一褶皱与第二褶皱后通过超声波焊机的焊点点焊在所述核心刚度气囊相对的两侧面上，所述第二褶皱的面积大于第一褶皱的面积；所述可变刚度扭转关节的第一端与穿过所述旋转关节外壳上的通孔与所述第二限位片固定连接。

进一步的，所述旋转关节外壳的外壁与仿生壁虎机器人的大臂固定连接；所述可变刚度扭转关节的第二端与仿生壁虎机器人的脚掌连接。

进一步的，所述第一限位块和第二限位块均包括固定件和活动件；所述固定件上设有凹槽，所述活动件的第一端嵌设在所述固定件上的凹槽内，所述凹槽的底面与所述固定件的第一端之间设有弹簧；所述固定件与所述第一限位片和第二限位片均通过螺栓固定连接；所述活动件为弧形件，且所述弧形件的圆心为所述限位销。

进一步的，所述旋转气囊为四片纤维-TPU复合织物经超声波焊机焊接而成的V型气囊，所述V型气囊的两外侧面与所述第一限位片和第二限位片固定连接；所述纤维-TPU复合织物由布料与TPU经热压而成。

进一步的，所述脚掌为仿生壁虎粘附脚掌，所述仿生壁虎粘附脚掌上设有粘附皮瓣，所述粘附皮瓣粘贴有仿生干性粘附材料，所述仿生干性粘附材料为仿壁虎刚毛的微纳米结构。

进一步的，所述核心刚度气囊与第一气囊、第二气囊均由两片纤维-TPU复合织物经超声波焊机焊接而成；所述第一气囊和第二气囊上的第一褶皱、第二褶皱的倾斜方向与密集程度一致。

进一步的，所述仿生壁虎气动小臂设有一条气路，所述旋转气囊、核心刚度气囊、第一气囊和第二气囊均与所述气路连通。

进一步的，所述仿生壁虎气动小臂设有两条气路，分别为第一气路和第二气路；所述核心刚度气囊、第一气囊和第二气囊均与所述第一气路连通，所述旋转气囊与所述第二气路连通。

进一步的，所述仿生壁虎气动小臂设有三条气路，分别为第一气路、第二气路和第三气路；所述第一气囊和第二气囊均与所述第一气路连通，所述核心刚度气囊与所述第二气路连通，所述旋转气囊与所述第三气路连通。

进一步的，所述仿生壁虎气动小臂设有四条气路，所述核心刚度气囊，第一气囊和第二气囊、旋转气囊分别与四条所述气路一一连通。

有益效果：本发明仿生壁虎气动小臂采用气驱动，设有气动旋转关节和可变刚度扭关节，使小臂具备旋转与扭转两个自由度。扭转自由度可以更好的仿生壁虎肢体的运动行为，优化脚掌粘附切入姿态与脚掌脱附角，吸收仿生壁虎机器人在运动过程其脚掌与目标表面因面接触而产生的扭转力矩、滚转力矩等。气驱动自带柔性具备良好冲击吸收能力，可以有效的解决粘脱附冲击问题。同时气动小臂的设计减轻了仿壁虎机器人的重量并增强其运动性能。

附图说明

图1为本发明可变刚度仿生壁虎气动臂粘附状态示意图；

图2为本发明可变刚度仿生壁虎气动臂的初始状态示意图；

图3为本发明气动旋转关节充气膨胀状态结构示意图；

图4为本发明第一限位块的结构示意图；

图5为本发明可变刚度扭转关节结构未充气状态时的爆炸图；

图中标号：大臂-1；气动旋转关节-2；可变刚度扭关节-3；脚掌-4；旋转关节外壳-5；粘附皮瓣-6；第一限位片-7；旋转气囊-8；第二限位片-9；固定件-10；弹簧-11；第二限位块-12；活动件-13；轴承-14；第一限位块-15；螺栓-16；限位销-17；第一气囊-18；核心刚度气囊-19；第二气囊-20；第一褶皱-21；第二褶皱-22；焊点-23。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于实施例。

如图1-图5所示，一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，包括气动旋转关节2与可变刚度扭关节3。

所述气动旋转关节2包括旋转关节外壳5，所述旋转关节外壳5内部设置有限位器和旋转气囊8；所述限位器包括限位销17、第一限位片7和第二限位片9；所述第一限位片7和第二限位片9可转动的设置在所述限位销17上构成一个旋转副；所述旋转气囊8设置在所述第一限位片7和第二限位片9之间，且所述旋转气囊8相对的两侧面分别与所述第一限位片7和第二限位片9固定连接；所述第一限位片7和第二限位片9远离所述旋转气囊8的侧面上分别设有第一限位块15和第二限位块12；

所述第一限位块15和第二限位块12均包括固定件10和活动件13；所述固定件10上设有凹槽，所述活动件13的第一端嵌设在所述固定件10上的凹槽内，所述凹槽的底面与所述固定件10的第一端之间设有弹簧11；所述固定件10与所述第一限位片7和第二限位片9均通过螺栓16固定连接；所述活动件13为弧形件，且所述弧形件的圆心为所述限位销17；

所述第一限位片7与所述旋转关节外壳5的内壁固定连接；所述限位销通过轴承14固定在所述旋转关节外壳5上；所述旋转关节外壳5的外壁与仿生壁虎机器人的大臂1固定连接。

所述可变刚度扭转关节3包括核心刚度气囊19、第一气囊18和第二气囊20；所述第一气囊18和第二气囊20在折叠出多个倾斜的第一褶皱21与第二褶皱22后通过超声波焊机的焊点23点焊在所述核心刚度气囊19相对的两侧面上，所述第二褶皱22的面积大于第一褶皱21的面积；所述可变刚度扭转关节3的第一端与穿过所述旋转关节外壳5上的通孔与所述第二限位片9固定连接。所述可变刚度扭转关节3的第二端与仿生壁虎机器人的脚掌4连接。

所述脚掌4为仿生壁虎粘附脚掌，所述仿生壁虎粘附脚掌上设有粘附皮瓣6，所述粘附皮瓣6粘贴有仿生干性粘附材料，所述仿生干性粘附材料为仿壁虎刚毛的微纳米结构。

所述旋转气囊8为四片纤维-TPU复合织物经超声波焊机焊接而成的V型气囊，所述V型气囊的两外侧面与所述第一限位片7和第二限位片9固定连接；所述纤维-TPU复合织物由布料与TPU经热压而成。

所述仿生壁虎气动小臂可通过设置不同的气路实现不同的控制方式，具体有如下几种方式：

1)、所述仿生壁虎气动小臂设有一条气路，所述旋转气囊8、核心刚度气囊19、第一气囊18和第二气囊20均与所述气路连通。

2)、所述仿生壁虎气动小臂设有两条气路，分别为第一气路和第二气路；所述核心刚度气囊19、第一气囊18和第二气囊20均与所述第一气路连通，所述旋转气囊与所述第二气路连通。

3)、所述仿生壁虎气动小臂设有三条气路，分别为第一气路、第二气路和第三气路；所述第一气囊18和第二气囊20均与所述第一气路连通，所述核心刚度气囊19与所述第二气路连通，所述旋转气囊与所述第三气路连通。

4)、所述仿生壁虎气动小臂设有四条气路，所述核心刚度气囊19，第一气囊18和第二气囊20、旋转气囊8分别与四条所述气路一一连通。

本发明中可变刚度扭关节3的相当于防生壁虎机器人的小臂；

本发明的工作原理：

一、气动旋转关节2的工作原理

如图2所示，当旋转气囊8处于未充气状态时，气动旋转关节2的第一限位片7和第二限位片9呈现锐角状态，大臂1和可变刚度扭关节3靠近；

如图1和图3所示，当旋转气囊8受正压驱动时气动旋转关节2张开，所述旋转气囊8在充气过程中，所述第一限位块15和第二限位块12上的活动件13的第二端逐渐靠近；气动旋转关节2张开角度受第一限位块15与第二限位块12的限制，当张开至指定角度，第一限位块15和第二限位块12中的活动件13的第二端相互接触抵达弹性限位，限制气动旋转关节2的运动。在脚掌粘脱附的瞬间，气动旋转关节12处于弹性限位，此时当受到较大的冲击载荷可通过旋转气囊8与弹簧11的协同形变共同吸收冲击载荷。

因为第一限位块15和第二限位块12中的弹簧11，第一限位块15和第二限位块12中的活动件13的第二端抵达弹性限位后，气动旋转关节2仍可继续旋转，脚掌完成粘附之后，受到因机身自重而产生的力矩会迫使气动旋转关节2继续旋转，弹簧11压缩至极限，气动旋转关节2抵达刚性限位，不可继续旋转。弹簧11的设置可保持防生壁虎机器人运动状态稳定。

更换不同规格的第一限位块15、第二限位块12可调整气动旋转关节2的张合角度。

所述旋转气囊8为V型气囊，V型气囊的两边随着充气两量的增加,张开的角度逐渐增加，旋转气囊8张开带动气动旋转关节2上的第二限位片和第一限位片的之间的夹角增大直至抵达限位。V型气囊比两片式样气囊张开的角度更大，更好控制。

二、可变刚度扭转关节3的工作原理

所设计的第一气囊18和第二气囊20所折叠出的倾斜且大小不同的第一褶皱21、第二褶皱22，在通入正压后，会导致其进行扭转运动，对核心刚度气囊19通入不同程度的正压可控制第一气囊18和第二气囊20的扭转角度以及扭转刚度；通入不同的正压，可变刚度扭转关节3扭转的角度不同，脚掌4的掌心方向就不同。

仿生壁虎爬壁机器人攀爬竖直面或陡峭面时，受机器人自重影响，气动旋转关节2需承受较大的转矩，此转矩会给予气动旋转关节2继续张开的趋势，此时处于或接近刚性限位状态，保证机器人机身姿态的准确性。当仿生壁虎爬壁机器人的脚掌粘脱附的瞬间，因不受机器人自重转矩影响，此时气动旋转关节2处于弹性限位状态，通过可变刚度扭转关节3柔性结构的被动形变与气动旋转关节2中旋转气囊8与弹簧11的协同形变共同吸收粘脱附瞬间的冲击载荷。减少外力的干扰保障机器人运动的稳定性。

在仿壁虎机器人的粘附运动的过程中，粘附脚掌与目标表面为面接触，且因脚掌与目标表面通过粘附约束，脚掌与目标表面无相对运动，因此仿壁虎机器人的小臂会受到自脚掌传递而来的扭转力矩、滚转力矩等，当小臂为刚性时，无法吸收多维力矩，脚掌受迫形变导致粘附失效。若小臂为本文之中的可变刚度扭转气囊，主动扭转、被动弯曲，得益于气体的可压缩性以及复合织物的主被动灵活形变充分吸收多维力矩。

如图1中所示，第一气囊18和第二气囊20倾斜方向与密集程度一致，第一气囊18和第二气囊20所折叠的第一褶皱21、第二褶皱22倾斜方向皆为左低右高；此时第一气囊18充气具有向左下弯曲并逆时针扭转的趋势，第二气囊20充气具有向右上弯曲并逆时针扭转的趋势。两气囊的弯曲的趋势相互抵消，可变刚度扭转关节3进行逆时针扭转。若第一褶皱21、第一褶皱22倾斜方向为左高右低，可变刚度扭转关节3进行顺时针扭转。

第一气囊18和第二气囊20的扭转程度受第一褶皱21、第二褶皱22的密集程度与倾斜程度影响，在一定范围内第一褶皱21、第二褶皱22越密集褶皱之间作用点越多，气囊受到的弯矩越大，第一褶皱21、第二褶皱22越倾斜气囊的扭转倾向性越大弯曲倾向性越小。

三、脚掌4的工作原理

所述仿生壁虎粘附脚掌上设有粘附皮瓣6，所述粘附皮瓣6粘贴有仿生干性粘附材料，所述仿生干性粘附材料为仿壁虎刚毛的微纳米结构材料，给予粘附材料一定的预压力可使其牢固的粘附于目标物体之上。

四、控制模式

小臂具备两种控制模式，简易控制模式和变刚度控制模式。

1、简易控制模式：气动旋转关节2与可变刚扭转关节3共用一条气路；

因核心刚度气囊19与第一气囊18、第二气囊20共用一条气路，三个气囊压强相等。通过预先设计第一褶皱21、第二褶皱22的倾斜程度与褶皱密集程度以及核心刚度气囊19的气腔大小，实现在指定气压下达到指定的扭转角度。此时若继续增强气路气压，可变刚度扭转关节3受限于核心刚度气囊19将小幅度扭转，但将有效增强扭转关节的刚度。此种控制模式下可以实现小范围变刚度，刚度与扭转角度具备较强的耦合性，但有利于减少仿壁虎爬壁机器人的零部件数量，控制机身重量，简化控制复杂度。

2、变刚度控制模式：变刚度的特性体现在核心刚度气囊19上，此种模式也包括两种；

第一种：核心刚度气囊19独享一条气路，第一气囊18、第二气囊20共用一条气路，旋转气囊8独享一条气路；

此时，气动旋转关节2和可变刚度扭转关节3均可单独控制，例如此时可变刚度扭转关节3设计为充气逆时针扭转，分别向两条气路供气，此时扭转关节3逆时针扭转一定角度α，此时若增大第一气囊18、第二气囊20压强并保持核心刚度气囊19压强不变，扭转关节3向逆时针进一步扭转至角度β，此时增大核心刚度气囊19的压强，扭转关节顺时针扭转回至角度α。扭转关节的扭转角度未变，但是通入扭转关节三个气囊的压强增大，刚度增加。在变刚度控制模式之下，可变刚度扭转关节3的扭转角度与刚度无耦合关系，可在大范围的扭转角度之内实现多刚度变化。

第二种：核心刚度气囊19、第一气囊18、第二气囊20、旋转气囊均设有单独的气路；

此时，气动旋转关节2和可变刚度扭转关节3均可单独控制，可变刚度扭转关节3的三个气囊分别通入不同压强的气体，关节将不会是纯扭转运动而是扭转与弯曲耦合运动。通过此特性可以设计出具备多自由度灵活运动的各式关节。

除了控制通过设置不同的气路控制可变刚度扭转关节3的扭转角度外，也可分别设置第一气囊18、第二气囊20上的第一褶皱21和第二褶皱22的倾斜方向与褶皱密集程度来控制可变刚度扭转关节3的扭转角度。

可根据仿壁虎机器人的种类与需求灵活选取扭转关节的控制模式。针对小型仿壁虎机器人，结构紧凑，对重量的要求更高，需尽可能减少零部件的数量与重量，此时选择简易控制模式，气动旋转关节2与扭转关节3共用一条气路。且对于小型仿壁虎机器人，更多执行侦查探索向任务，机器人负载较小，粘脱附冲击较小，对扭转关节刚度无较高需求。针对中大型仿壁虎机器人，可以选择变刚度控制模式，此类机器人要求具备一定的负载能力，机身也具有较大的空间承载更多的零部件，且运动时粘脱附冲击载荷更大，需要可变刚度扭转关节3灵活地刚度变化适应不同程度的负载吸收冲击载荷。例如，当机器人以较低的速度移动或负载较轻时，可变刚度扭转关节3冲入较低的气压，保持较低的刚度以节约能源。当机器人以较高的速度移动或负载较重时，脚掌接触地面的瞬间，两个关节保持较低的刚度起到缓冲作用以减轻冲击载荷，随后迅速增大刚度支撑机器人运动。

五、以右前肢为例描述仿壁虎机器人的单腿运动周期

以右前肢为例描述仿壁虎机器人的单腿运动周期。

初始右前肢悬空准备迈步，此时大臂1与机身呈钝角，旋转关节2闭合小臂与大臂1呈锐角，可变刚度扭转关节3未扭转，与可变刚度扭转关节3连接的脚掌4掌心朝向机器人，此时称为初始状态。

右前肢前迈准备落地粘附，大臂1带动小臂整体转动同时对小臂两关节通入正压，旋转气囊8受正压膨胀推动气动旋转关节2顺时针旋转至弹性限位，与此同时可变刚扭转关节3逆时针扭转，此时对于脚掌4来说运动趋势为逆时针扭转的趋势、指向机身外侧切向运动的趋势以及指向攀爬面方向运动的趋势，脚掌4的逆时针扭转优化了脚掌粘附切入姿态，最终脚掌4掌心朝向地面/墙面完成粘附，称为粘附状态。

完成粘附之后，此时右前肢需要支撑机器人自身重量，在攀爬竖直面或陡峭面时，气动旋转关节2承受转矩，使气动旋转关节2有继续张开的趋势，此时所述第一限位块15和第二限位块12里的弹簧11压缩至刚性限位，刚性限位的意义为确保机器人运动时可以抵达较为精准的关节角度。

待到脱附之时，大臂1带动小臂整体转动，小臂拟回归初始状态，气动旋转关节2向逆时针旋转，可变刚扭转关节3向顺时针扭转，此时对于脚掌4来说运动趋势为顺时针扭转的趋势、指向机身切向运动的趋势以及指向攀爬面反向运动的趋势。脚掌4的顺时针扭转为脚掌4的脱附提供一个天然的脱附角，脚掌4的脱附更加轻巧平滑，脱附瞬间粘附力骤降阈值更低，冲击载荷更小。

在与攀爬面粘附的瞬间，脚掌4与地面/墙面碰撞或脱附时粘附力骤降都会产生冲击载荷，得益于气体的可压缩性以及复合织物的灵活形变的能力，气囊具备良好的冲击吸收能力，产生的冲击载荷先由可变刚扭转关节3吸收部分，剩余的冲击传递至气动旋转关节2由旋转气囊8与限位块内的弹簧11吸收，保证机器人运动的稳定性。在仿壁虎机器人的粘附运动的过程中，粘附脚掌与目标表面为面接触，且因脚掌与目标表面通过粘附约束，脚掌与目标表面无相对运动，因此仿壁虎机器人的小臂会受到自脚掌传递而来的扭转力矩、滚转力矩等，当小臂为刚性时，无法吸收多维力矩，脚掌受迫形变导致粘附失效。若小臂为本文之中的可变刚度扭转气囊，主动扭转、被动弯曲，得益于气体的可压缩性以及复合织物的主被动灵活形变充分吸收多维力矩。

综上所述，气动仿生壁虎气动小臂相较于原本的电机/舵机驱动仿生壁虎机器人小臂拥有质量更轻、良好的冲击载荷与多维力矩吸收能力、低控制复杂度等优点，新增加的扭转关节仿生了大壁虎运动时小臂的扭转运动，优化了仿生壁虎机器人的脚掌粘附切入姿态与脚掌脱附角，脚掌的脱附更加轻巧平滑，脱附瞬间粘附力骤降阈值更小，冲击载荷更小。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，包括气动旋转关节与可变刚度扭转 关节；

所述气动旋转关节包括旋转关节外壳，所述旋转关节外壳内部设置有限位器和旋转气囊；所述限位器包括限位销、第一限位片和第二限位片；所述第一限位片和第二限位片可转动的设置在所述限位销上构成一个旋转副；所述旋转气囊设置在所述第一限位片和第二限位片之间，且所述旋转气囊相对的两侧面分别与所述第一限位片和第二限位片固定连接；所述第一限位片和第二限位片远离所述旋转气囊的侧面上分别设有第一限位块和第二限位块；所述第一限位片与所述旋转关节外壳的内壁固定连接；所述限位销通过轴承固定在所述旋转关节外壳上；

所述可变刚度扭转关节包括核心刚度气囊、第一气囊和第二气囊；所述第一气囊和第二气囊在折叠出多个倾斜的第一褶皱与第二褶皱后通过超声波焊机的焊点点焊在所述核心刚度气囊相对的两侧面上，所述第二褶皱的面积大于第一褶皱的面积；所述可变刚度扭转关节的第一端与穿过所述旋转关节外壳上的通孔与所述第二限位片固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述旋转关节外壳的外壁与仿生壁虎机器人的大臂固定连接；所述可变刚度扭转关节的第二端与仿生壁虎机器人的脚掌连接。

3.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述第一限位块和第二限位块均包括固定件和活动件；所述固定件上设有凹槽，所述活动件的第一端嵌设在所述固定件上的凹槽内，所述凹槽的底面与所述固定件的第一端之间设有弹簧；所述固定件与所述第一限位片和第二限位片均通过螺栓固定连接；所述活动件为弧形件，且所述弧形件的圆心为所述限位销。

4.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述旋转气囊为四片纤维-TPU复合织物经超声波焊机焊接而成的V型气囊，所述V型气囊的两外侧面与所述第一限位片和第二限位片固定连接；所述纤维-TPU复合织物由布料与TPU经热压而成。

5.根据权利要求2所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述脚掌为仿生壁虎粘附脚掌，所述仿生壁虎粘附脚掌上设有粘附皮瓣，所述粘附皮瓣粘贴有仿生干性粘附材料，所述仿生干性粘附材料为仿壁虎刚毛的微纳米结构。

6.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述核心刚度气囊与第一气囊、第二气囊均由两片纤维-TPU复合织物经超声波焊机焊接而成；所述第一气囊和第二气囊上的第一褶皱、第二褶皱的倾斜方向与密集程度一致。

7.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述仿生壁虎气动小臂设有一条气路，所述旋转气囊、核心刚度气囊、第一气囊和第二气囊均与所述气路连通。

8.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述仿生壁虎气动小臂设有两条气路，分别为第一气路和第二气路；

所述核心刚度气囊、第一气囊和第二气囊均与所述第一气路连通，所述旋转气囊与所述第二气路连通。

9.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述仿生壁虎气动小臂设有三条气路，分别为第一气路、第二气路和第三气路；

所述第一气囊和第二气囊均与所述第一气路连通，所述核心刚度气囊与所述第二气路连通，所述旋转气囊与所述第三气路连通。

10.根据权利要求1所述的一种多自由度的可变刚度仿生壁虎气动小臂，其特征在于，所述仿生壁虎气动小臂设有四条气路，所述核心刚度气囊，第一气囊和第二气囊、旋转气囊分别与四条所述气路一一连通。

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