CN215504101U - 一种并联弯曲软体致动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种并联弯曲软体致动器，包括至少两个软体致动组件，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面连接；其中，所述软体致动组件包括沿第一方向依次连接的连接口、根基结构和波浪状非旋转体结构，所述连接口、所述根基结构和所述波浪状非旋转体结构之间形成一空腔结构，所述第一方向平行于所述软体致动组件的轴向。本实用新型的并联弯曲软体致动器能够在给定气压下获得更大的刚性及输出力，并且制作容易。

Description

一种并联弯曲软体致动器

技术领域

本实用新型涉及柔性机器人模块技术领域，特别是涉及一种并联弯曲软体致动器。

背景技术

目前国内每年由中风、脑出血、脑梗、脑血栓、脑瘫、烧伤、烫伤及其他各类事故导致的手部残疾的患者人数呈逐步上升趋势。其症状多表现为手部抽搐、痉挛、抓取无力、无法正常伸展及“鹰勾手”等。手部康复需要循序渐进，通常采用手部康复器械进行康复训练。手部康复器械的关键是手指部分，现有的机械手爪常采用刚性结构，面临抓握物体时造成被抓物体被破坏、运行噪音较大等问题，因此迫切需要改进，而软体致动器(也称为软体机器人)是一个新的研究方向。

近几年，随着新材料的出现以及加工制造技术的提高，世界范围内掀起了软体致动器研究的热潮，软体机器人是机器人研究的一种新的思路，可以应用到很多领域都，受自然的启发，研究人员开始探索由柔性材料组成的软体机器人的设计和控制。

然而现有技术中的软体致动器结构通常存在以下问题：只能进行单向弯曲，在进行反向弯曲时造成的拉伸作用力较小，承载能力较差；软体致动器自身膨胀大小随着气压的增大而增大，当膨胀过大时，软体致动器的作业将会被其自身制约；在施加载荷时，结构内部会造成应力分布不均匀，存在局部应力集中情况，软体致动器的使用寿命不长；径向的膨胀使得弯曲转化效率降低；以及制作工艺复杂，无法整体成型；以及需要较大的加载才能产生较大变形。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种并联弯曲软体致动器，用于解决现有技术中的软体致动器在施加载荷时，结构内部会造成应力分布不均匀，存在局部应力集中情况，使软体致动器存在使用寿命不长、径向的膨胀使得弯曲转化效率降低、制作工艺复杂、无法整体成型、在拉伸时产生的反向作用力较小、承载能力较差以及需要较大的加载才能产生较大变形的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种并联弯曲软体致动器，包括：

至少两个软体致动组件，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面连接；

其中，所述软体致动组件包括沿第一方向依次连接的连接口、根基结构和波浪状非旋转体结构，所述连接口、所述根基结构和所述波浪状非旋转体结构之间形成一空腔结构，所述第一方向平行于所述软体致动组件的轴向。

在一可选实施例中，所述并联弯曲软体致动器包括对称设置的一对软体致动组件，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面相对设置。

在一可选实施例中，所述并联弯曲软体致动器还包括中间连接面，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面之间通过所述中间连接面连接。

在一可选实施例中，所述中间连接部包括波纹面或者平面。

在一可选实施例中，所述并联弯曲软体致动器的材质包括弹性材料。

在一可选实施例中，所述并联弯曲软体致动器一体成型。

在一可选实施例中，所述软体致动组件还包括指尖结构，所述指尖结构与所述波浪状非旋转体结构的远离所述根基结构的一端连接。

在一可选实施例中，所述根基结构的腔体呈喇叭状，所述根基结构的壁厚大于所述软体致动组件的其他部分的壁厚。

在一可选实施例中，所述并联弯曲软体致动器包括中间连接体及围绕所述中间连接体的周向均匀布置的三个所述软体致动组件，每个所述软体致动组件的底面与所述中间连接部的侧壁连接。

在一可选实施例中，所述并联弯曲软体致动器还包括沿所述第一方向贯穿所述中间连接部的中间孔。

在一可选实施例中，所述波浪状非旋转体结构的顶面为波纹状，所述波浪状非旋转体结构的底面为平面或波纹状，所述波浪状非旋转体结构包括沿所述第一方向交替设置的波峰结构和波谷结构。

在一可选实施例中，在所述第一方向上所述波峰结构的宽度随着远离所述软体致动组件的底面越来越小。

在一可选实施例中，在所述软体致动组件的侧面，相邻的所述波谷结构的轮廓线到所述波峰结构的轮廓线之间的距离随着远离所述软体致动组件的底面整体具有变大的趋势。

本实用新型的一种并联弯曲软体致动器包括一对软体致动组件，分别为上部软体致动组件和下部软体致动组件，两部分的软体致动组件的底面直接对称连接或者通过中间连接面对称连接，本实用新型的并联弯曲软体致动器在施加载荷时，结构内部的应力分布均匀，应力集中小，使用寿命较长；并且这种结构采用并联对称结构，具有变形协调，可以在较小的加载下产生较大的变形。

本实用新型的包含一对对称设置的软体致动组件的并联弯曲软体致动器采用弹性材料制成，作为手部康复器械手指部分使用时，可以通过调节流体的压强对手部进行不同程度的弯曲及伸展，同时可对手指进行过伸康复时也能产生较大的拉力，不会对手部血管、肌肉等产生刚性约束和压迫，长时间使用不会有不适感。

本实用新型的另一种并联弯曲软体致动器包括中间连接体及围绕所述中间连接体的周向均匀布置的三个及以上的所述软体致动组件，通过多个模块组合实现三维软体臂在空间内的灵活运动，可以在狭小空间运动；有助于在地震造成的狭小空间搜救工作，可用于腔镜手术，可用作能够在水下抓取海螺、贝壳等水产品的手爪；这种结构例如可通过在中间连接体中设置中间孔，来减少中间连接体的刚度，以增大并联弯曲软体致动器的变形。

本实用新型的并联弯曲软体致动器制作工艺简单，无需粘贴制作，可以一次性整体成型。

本实用新型的并联弯曲软体致动器在保证相同弯曲变形的情况下，使径向方向上波谷结构的底部宽度增大，并且在所述软体致动组件的侧面，相邻的所述波谷结构的轮廓线到所述波峰结构的轮廓线之间的距离随着远离所述软体致动组件的底面整体具有变大的趋势，从而使波谷结构的整体截面积变大，这不仅提高了并联弯曲软体致动器的整体强度和刚度，而且还提高了软体致动组件侧向的抗弯能力，同时这种设计还能提高脱模的可行性，能够实现模具整体成型。

本实用新型的并联弯曲软体致动器的波峰结构在靠近底面的轴向的宽度越来越大，在弯曲变形能力相同的情况下，提高了并联弯曲软体致动器的整体强度和刚度，尤其提高了软体致动组件侧向的抗弯能力。

本实用新型的并联弯曲软体致动器的波峰结构的变形较大，而其波谷结构的底部变形较小，在充放气的时候符合变形协调的原理。

本实用新型的并联弯曲软体致动器的软体致动组件采用完全空腔结构，其可以用模具生产，容易脱模，同时也可以通过3D打印等方法制作。

本实用新型的并联弯曲软体致动器的整体结构具有较优的高度和宽度比，在作为手爪进行抓握等动作时能够具有较大的抓握力。

本实用新型的并联弯曲软体致动器无论弯曲还是拉伸，都能产生较大的作用力，能够承载较大的负载。

本实用新型的并联弯曲软体致动器弯曲变形过程中气压-变形关系适当，且变形过程中使不需要的膨胀减小。

本实用新型的并联弯曲软体致动器采用整体式成型结构，作为手部康复器械手指部分使用时不用区分不同人群的指节关节长度和位置。

本实用新型的并联弯曲软体致动器的变形主要是通过相邻波峰之间的夹角的角度变化为主，而不是靠波峰两侧侧面的膨胀挤压变形产生的。

本实用新型的并联弯曲软体致动器还可用作仿生手爪，实现抓、握和外拉等动作，可以根据目标物体的重量改变抓取的力量，不会对被抓物体产生破坏。

本实用新型的并联弯曲软体致动器还可用作致动器，作为驱动单元。

本实用新型的并联弯曲软体致动器的结构简单紧凑，容易制作，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本申请的一种并联弯曲软体致动器的立体结构示意图。

图2为本申请的一种并联弯曲软体致动器的半剖立体结构示意图。

图3为本申请的一种并联弯曲软体致动器的剖面示意图。

图4为本申请的一种并联弯曲软体致动器的右视图。

图5为本申请的一种并联弯曲软体致动器的沿波峰结构最大截面处的一种剖视图。

图6为本申请的一种并联弯曲软体致动器的沿波峰结构最大截面处的另一种剖视图。

图7为本申请的另一种并联弯曲软体致动器的结构示意图。

图8为本申请的第三种并联弯曲软体致动器的结构示意图。

图9为本申请的第四种并联弯曲软体致动器的结构示意图。

元件标号说明

1 上软体致动组件

11 上指尖结构

12 上波峰结构

121 上波峰腔体

12a 波峰轮廓线

13 上波谷结构

131 上波谷腔体

13a 波谷轮廓线

14 上根基结构

141 上根基腔体

15 上连接口

151 上接口通孔

2 下软体致动组件

21 下指尖结构

22 下波峰结构

221 下波峰腔体

23 下波谷结构

231 下波谷腔体

24 下根基结构

241 下根基腔体

25 下连接口

251 下接口通孔

3 中间连接面

3’ 虚拟中间连接面

3” 中间连接体

31 中间孔

4a-c 第一-第三软体致动组件

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1-4，图1示出了本实用新型的一种并联弯曲软体致动器的结构示意图，图2示出了图1中的A-A截面的半剖立体结构示意图，图3示出了图1中的A-A剖视图，图4示出了本实用新型的一种并联弯曲软体致动器的右视图。所述并联弯曲软体致动器由上下两个软体致动组件(分别为上软体致动组件1和下软体致动组件2)对称连接，上软体致动组件1和所述下软体致动组件2共用同一个中间连接面3，所述中间连接面3分别与所述上软体致动组件1和所述下软体致动组件2的底面连接。所述并联弯曲软体致动器的材质例如可采用弹性材料或其他合适材料制成，可以根据具体的需要来进行设置。为了简化制作工艺，提高整体强度，所述并联弯曲软体致动器例如采用一次性整体成形制作，可以理解的是，所述并联弯曲软体致动器也可以不采用一次性整体成型工艺，而是分别制作各部件，然后通过粘贴的方式形成一个整体。

请参阅图1-4，在本实用新型中，所述上软体致动组件1包括沿第一方向(图中的X方向，也即)依次连接的上连接口15、上根基结构14、上波浪状非旋转体结构及上指尖结构11，所述上连接口15、所述上根基结构14、所述上波浪状非旋转体结构及所述上指尖结构11之间形成上空腔结构，所述上指尖结构11的远离所述上波浪状非旋转体结构的一端封闭，所述上空腔结构包括依次连通的所述上接口通孔151、上根基腔体141、上非旋转体腔体(交替设置的上波峰腔体121和上波谷腔体131)以及上指尖腔体(未标示)，所述第一方向平行于所述上软体致动组件1的轴向。所述下软体致动组件2包括沿第一方向(图中的X方向)依次连接的下连接口25、下根基结构24、下波浪状非旋转体结构及下指尖结构21，所述下连接口25、所述下根基结构24、所述下波浪状非旋转体结构及所述下指尖结构21之间形成下空腔结构，所述下指尖结构21的远离所述下波浪状非旋转体结构的一端封闭，所述下空腔结构包括依次连通的所述下接口通孔251、下根基腔体241、下非旋转体腔体(交替设置的下波峰腔体221和下波谷腔体231)以及下指尖腔体(未标示)。

请参阅图1-4，在本实用新型中，在所述上软体致动组件1中，所述上波浪状非旋转体结构的顶面为波纹状，所述上波浪状非旋转体结构的底面为平面或波纹状，所述上波浪状非旋转体结构包括沿所述第一方向交替设置的上波峰结构12和上波谷结构13，该上波峰结构12与该上波谷结构13可设置为呈一定拔模角度的排列。在所述第一方向上所述上波峰结构12的宽度随着远离所述上软体致动组件1的底面越来越小。

请参阅图5及图6，如图5所示，波峰轮廓线12a是顶部为直线(微直线)的拱形，所述波谷轮廓线13a为顶部为弧线的拱形；如图6所示，波峰轮廓线12a是顶部为弧形的拱形，所述波谷轮廓线13a是顶部也为弧线的拱形。在所述软体致动组件的侧面处(图5和图6中的左右两侧)，相邻的所述上波谷结构13的轮廓线(波谷轮廓线13a)到所述上波峰结构12的轮廓线(波峰轮廓线12a)之间的距离随着远离所述上软体致动组件1的底面整体具有变大的趋势；根据波峰轮廓线12a和波谷轮廓线13a的具体形状不同，这种该整体的变大趋势例如可以是逐步变大，也可以是先逐步变大然后保持不变，当然也可以是其他合适的变化趋势。

请参阅图1-4，在本实用新型中，所述下软体致动组件2中，所述下波浪状非旋转体结构的顶面为波纹状，所述下波浪状非旋转体结构的底面为平面或波纹状，所述下波浪状非旋转体结构包括沿所述第一方向交替设置的下波峰结构22和下波谷结构23，该下波峰结构22与该下波谷结构23可设置为呈一定拔模角度的排列。由于上下软体致动组件为对称结构，所述下波浪状非旋转体结构的各结构特征请参阅所述上波浪状非旋转体结构的相关描述，在此不做赘述。通过这种设计，能够保证并联弯曲软体致动器上下方向弯曲变形容易，且弯曲变形协调，应力分布均匀；同时在左右方向(图1中的Y方向)刚度较大，支撑能力提高；通过这种设计，弯曲变形主要是通过相邻波峰结构的波峰夹角的角度变化为主，这样的话波峰结构的两侧侧面无需进行膨胀挤压产生变形。

如图2和3所示，在本实用新型中，所述上软体致动器的上指尖结构11的尺寸(包括径向尺寸和高度)可以与上波峰结构12的波峰尺寸相同，也可以与上波峰结构12的尺寸不同；作为示例，所述上指尖结构11的高度h1(定义为上指尖结构11的顶部到对称面的垂直距离)例如可以为上波峰结构12的高度h2(定义为上波峰结构12的顶部到对称面的垂直距离)的1/2倍至1倍，例如1/2倍、2/3倍、3/4倍或者1倍；所述上指尖结构11的径向尺寸例如可以为上波峰结构12的径向尺寸的1/2倍至1倍，例如1/2倍、2/3倍、3/4倍或者1倍。所述上根基结构14的径向尺寸和高度h4与所述上波峰结构12相同，所述上根基结构14的腔体(上根基腔体141)呈喇叭状，所述上根基结构14的厚度比其他部位厚，对上根基结构14的壁进行加厚处理，这可增强上软体致动组件1和上连接口15的稳定程度。所述上连接口15的高度h3(定义为上连接口15的顶部到对称面的垂直距离)为所述上根基结构14的高度h4的1/3倍至1倍，例如1/3倍、1/2倍、2/3倍、3/4倍或者1倍；所述上连接口15的垂直于X方向横截面的面积为上根基结构14的垂直于X方向横截面的面积的1/6倍至1倍，例如1/6倍、1/5倍、1/4倍、1/3倍、1/2倍、2/3倍、3/4倍或者1倍；所述上连接口15的垂直于X方向横截面的径向尺寸为上根基结构14的垂直于X方向横截面的径向尺寸的1/3倍至1倍，例如1/3倍、1/2倍、2/3倍、3/4倍或者1倍；所述上波谷结构13的上波谷腔体131在径向方向的腔体最小截面积不小于上波峰结构13的上波峰腔体131在径向方向的腔体最大截面积的1/16。由于上下软体致动组件为对称结构，所述下软体致动组件2的各结构特征尺寸和形状特征与所述上软体致动组件1的各结构特征尺寸和形状特征相同，在此不做赘述。

请参阅图2和图3，在本实用新型中，所述并联弯曲软体致动器的上软体致动组件1的上空腔结构中，上波峰结构12或上波谷结构13除径向两侧与中间连接面3连接外，上波峰结构12或上波谷结构13的其他部位与所述中间连接面3均不连接，且所述上波谷结构13的上波谷腔体131在径向方向的腔体最小截面积不小于上波峰结构12的上波峰腔体121在径向方向的腔体最大截面积的1/16；同理，所述并联弯曲软体致动器的下软体致动组件2的下空腔结构中，下波峰结构22或下波谷结构23除径向两侧与中间连接面3连接外，下波峰结构22或下波谷结构23的其他部位与所述中间连接面3均不连接，且所述下波谷结构23的下波谷腔体231在径向方向的腔体最小截面积不小于下波峰结构12的下波峰腔体221在径向方向的腔体最大截面积的1/16；这样的结构设计的好处是易脱模，可以用模具制作。

请参阅图2和3，在本实用新型中，所述中间连接面3的上下表面为波浪状结构，所述中间连接面3的上表面与所述上软体致动组件1的底面采用连续的方式连接，所述中间连接面3的下表面与所述下软体致动组件2的底面采用连续的方式连接。

请参阅图1-4，在本实用新型中，联通流体的上连接口15和下连接口25分别与外部设备相连接，工作介质可以经过上连接口15(下连接口25)流入或流出上空腔结构(下空腔结构)，所述工作介质可以但不限于为气体、水、液压油等流体。所述并联弯曲软体致动器具有整体的多自由度的弯曲变形，可以通过驱动装置向联通流体的上接口/下接口充入流体，同时通过驱动装置为联通流体的下接口/上接口抽出流体，此时上下软体致动组件中相邻波峰结构之间的距离发生变化，从而所述并联弯曲软体致动器进行弯曲。可以理解的是，也可以向上接口和下接口中的任意一个单独充入或者单独抽出流体使并联弯曲软体致动器进行弯曲。

请参阅图1-4，在本实用新型中，在所述中间连接面3中可以形成沿其长度方向贯穿所述中间连接面3的中间通孔，从而当与其他软体制动器模块串联时，还可起到放置连通气管及其他通信设备的作用；可以理解的是，所述中间连接面3的中间通孔也可以作为容置手指或肢体的通道，从而将所述并联弯曲软体致动器作为手指或肢体的康复器械使用。

请参阅图7，本实用新型还提供另一种并联弯曲软体致动器的结构示意图，这种并联弯曲软体致动器的与图1-6中所示的并联弯曲软体致动器相比，其区别在于中间连接面3的结构以及中间连接面3与上下软体致动组件的底面的连接方式不同，其他结构相同，在此不作赘述。具体地，所述中间连接面3的上表面为平面，所述中间连接面3的上表面与所述上软体致动组件1的底面为间断连接，所述上软体致动组件1的上波峰结构12所对应的底面处连接，而在上波谷结构13所对应的底面处不连接，上波谷结构13所对应的底面与所述中间连接面3围城一个类似三角形的孔；所述中间连接面3的下表面为平面，所述中间连接面3的下表面与所述下软体致动组件2的底面为间断连接，所述下软体致动组件2的下波峰结构22所对应的底面处连接，而在下波谷结构23所对应的底面处不连接。

请参阅图8，本实用新型还提供第三种并联弯曲软体致动器的结构示意图，这种并联弯曲软体致动器的与图1-6中所示的并联弯曲软体致动器相比，其区别在于，不设置中间连接面，换句话说相当于设置了一个虚拟中间连接面3’，上下软体致动组件的底面直接连接，其他结构相同，在此不作赘述。具体地，所述上下软体致动组件在各自的波峰结构对应的底面处连接，而在各自的波谷结构对应的底面处不连接，最终形成如图6所示的结构，在上软体致动组件1的上波谷结构13对应的底面与在下软体致动组件2的下波谷结构23对应的底面之间形成类似菱形的孔。

请参阅图9，本实用新型还提供第四种并联弯曲软体致动器的结构示意图，所述并联弯曲软体致动器是由三个软体致动组件4a、4b及4c，三个软体致动组件4a、4b及4c围绕一中间连接体3”的周向均匀布置，每个所述软体致动组件4a、4b或4c的底面与所述中间连接体3”的侧壁连接，相邻两个软体致动组件(例如软体致动组件4a和4b)呈120°的夹角，每个软体致动组件4a、4b或4c的结构和上文中的上软体致动组件1(或下软体致动组件2)类似，在此不做赘述；所述并联弯曲软体致动器可以根据需要改变长度，或者作为模块单元配合使用；所述并联弯曲软体致动器既可以一体成型，也可以先单独制作各元件，然后装配形成。

请参阅图9，该并联弯曲软体致动器在进行使用时，例如可分别对每个软体致动组件4a、4b或4c的空腔结构中进行充吸气实现三个方向的运动；例如可以两两配合进行充吸气(是指对两个软体致动组件的空腔结构同时充气或同时吸气，亦或者一个充气，另一个吸气)来实现不同方向的运动；例如可以三个进行同时充气、同时吸气或者混合充吸气(部分充气，其余部分吸气)，根据充气或者吸气气压的不同，可以做出往空间任一方向的运动(弯曲或者扭转运动)，需要说明的是，如果同时充气或者吸气，则各软体致动组件4a、4b或4c的空腔结构中的气压不能同时相同。

图9所示的并联弯曲软体致动器结构设计具有以下有益效果：可以实现在狭小空间内朝各个方向任意运动，具有多自由度；弯曲的角度与内部空腔结构中的压力相关，气压越高，弯曲角度越大；在零气压或者低气压下表现出很好的柔性，气压越高，并联弯曲软体致动器的刚度及输出力越大；在弯曲过程中，可根据刚度与力的需求调整并联弯曲软体致动器空腔结构的气压。图9所示的并联弯曲软体致动器结构通过多个模块组合实现三维软体臂在空间内的灵活运动，可以在狭小空间运动，有助于在地震造成的狭小空间搜救工作，可用于腔镜手术，可用作能够在水下抓取海螺、贝壳等水产品的手爪。

如图9所示，在所述中间连接体的中部3”还可设置中间孔31，所述中间孔31不仅可以减少中间连接体的刚度，增大并联弯曲软体致动器的变形；而且还能作为两个并联弯曲软体致动器串联时的连接管道或者通气管道。

综上所述，本实用新型的一种并联弯曲软体致动器包括一对软体致动组件，分别为上部软体致动组件和下部软体致动组件，两部分的软体致动组件的底面直接对称连接或者通过中间连接面对称连接，本实用新型的并联弯曲软体致动器在施加载荷时，结构内部的应力分布均匀，应力集中小，使用寿命较长；并且这种结构采用并联对称结构，具有变形协调，可以在较小的加载下产生较大的变形。本实用新型的包含一对对称设置的软体致动组件的并联弯曲软体致动器采用弹性材料制成，作为手部康复器械手指部分使用时，可以通过调节流体的压强对手部进行不同程度的弯曲及伸展，同时可对手指进行过伸康复时也能产生较大的拉力，不会对手部血管、肌肉等产生刚性约束和压迫，长时间使用不会有不适感。本实用新型的另一种并联弯曲软体致动器包括中间连接体及围绕所述中间连接体的周向均匀布置的三个及以上的所述软体致动组件，通过多个模块组合实现三维软体臂在空间内的灵活运动，可以在狭小空间运动；有助于在地震造成的狭小空间搜救工作，可用于腔镜手术，可用作能够在水下抓取海螺、贝壳等水产品的手爪。这种结构例如可通过在中间连接体中设置中间孔，来减少中间连接体的刚度，以增大并联弯曲软体致动器的变形。本实用新型的并联弯曲软体致动器制作工艺简单，无需粘贴制作，可以一次性整体成型。本实用新型的并联弯曲软体致动器在保证相同弯曲变形的情况下，使径向方向上波谷结构的底部宽度增大，并且在所述软体致动组件的侧面，相邻的所述波谷结构的轮廓线到所述波峰结构的轮廓线之间的距离随着远离所述软体致动组件的底面整体具有变大的趋势，从而使波谷结构的整体截面积变大，这不仅提高了并联弯曲软体致动器的整体强度和刚度，而且还提高了软体致动组件侧向的抗弯能力，同时这种设计还能提高脱模的可行性，能够实现模具整体成型。本实用新型的并联弯曲软体致动器的波峰结构在靠近底面的轴向的宽度越来越大，在弯曲变形能力相同的情况下，提高了并联弯曲软体致动器的整体强度和刚度，尤其提高了软体致动组件侧向的抗弯能力。本实用新型的并联弯曲软体致动器的波峰结构的变形较大，而其波谷结构的底部变形较小，在充放气的时候符合变形协调的原理。本实用新型的并联弯曲软体致动器的软体致动组件采用完全空腔结构，其可以用模具生产，容易脱模，同时也可以通过3D打印等方法制作。本实用新型的并联弯曲软体致动器的整体结构具有较优的高度和宽度比，在作为手爪进行抓握等动作时能够具有较大的抓握力。本实用新型的并联弯曲软体致动器无论弯曲还是拉伸，都能产生较大的作用力，能够承载较大的负载。本实用新型的并联弯曲软体致动器弯曲变形过程中气压-变形关系适当，且变形过程中使不需要的膨胀减小。本实用新型的并联弯曲软体致动器采用整体式成型结构，作为手部康复器械手指部分使用时不用区分不同人群的指节关节长度和位置。本实用新型的并联弯曲软体致动器的变形主要是通过相邻波峰之间的夹角的角度变化为主，而不是靠波峰两侧侧面的膨胀挤压变形产生的。本实用新型的并联弯曲软体致动器还可用作仿生手爪，实现抓、握和外拉等动作，可以根据目标物体的重量改变抓取的力量，不会对被抓物体产生破坏。本实用新型的并联弯曲软体致动器还可用作致动器，作为驱动单元。本实用新型的并联弯曲软体致动器的结构简单紧凑，容易制作，具有广阔的市场前景。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本实用新型实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本实用新型的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本实用新型实施例的方面变模糊。

在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本实用新型的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的实用新型实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本实用新型精神和范围的一部分。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中”的意思包括“在…中”和“在…上”。

本实用新型所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本实用新型限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本实用新型的具体实施例和本实用新型的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本实用新型的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本实用新型所述实施例的上述描述来对本实用新型进行这些修改，并且这些修改将在本实用新型的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本实用新型的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本实用新型实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本实用新型的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本实用新型实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本实用新型在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出实用新型的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本实用新型的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本实用新型的实质范围和精神。本实用新型并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本实用新型的最佳方式公开的具体实施例，但是本实用新型将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本实用新型的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (12)

1.一种并联弯曲软体致动器，其特征在于，包括：

至少两个软体致动组件，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面连接；

其中，所述软体致动组件包括沿第一方向依次连接的连接口、根基结构和波浪状非旋转体结构，所述连接口、所述根基结构和所述波浪状非旋转体结构之间形成一空腔结构，所述第一方向平行于所述软体致动组件的轴向。

2.根据权利要求1所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于，所述并联弯曲软体致动器包括对称设置的一对软体致动组件，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面相对设置。

3.根据权利要求2所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于，所述并联弯曲软体致动器还包括中间连接面，一所述软体致动组件的底面与另一个所述软体致动组件的底面之间通过所述中间连接面连接。

4.根据权利要求3所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于，所述中间连接面包括波纹面或者平面。

5.根据权利要求1所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于，所述并联弯曲软体致动器的材质包括弹性材料。

6.根据权利要求1所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于，所述并联弯曲软体致动器一体成型。

7.根据权利要求1所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于，所述软体致动组件还包括指尖结构，所述指尖结构与所述波浪状非旋转体结构的远离所述根基结构的一端连接。

8.根据权利要求1所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于：所述根基结构的腔体呈喇叭状，所述根基结构的壁厚大于所述软体致动组件的其他部分的壁厚。

9.根据权利要求1所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于，所述并联弯曲软体致动器包括中间连接体及围绕所述中间连接体的周向均匀布置的三个所述软体致动组件，每个所述软体致动组件的底面与所述中间连接体的侧壁连接。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于，所述波浪状非旋转体结构的顶面为波纹状，所述波浪状非旋转体结构的底面为平面或波纹状，所述波浪状非旋转体结构包括沿所述第一方向交替设置的波峰结构和波谷结构。

11.根据权利要求10所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于，在所述第一方向上所述波峰结构的宽度随着远离所述软体致动组件的底面越来越小。

12.根据权利要求10所述的并联弯曲软体致动器，其特征在于，在所述软体致动组件的侧面，相邻的所述波谷结构的轮廓线到所述波峰结构的轮廓线之间的距离随着远离所述软体致动组件的底面整体具有变大的趋势。

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