1.一种可变刚度三自由度气动柔性驱动器,包括驱动器本体,其特征在于,驱动器本体的一端设有沿其长度方向布置的安装槽,安装槽中嵌设有变刚度模块,变刚度模块包括液态金属、防护壳和加热件,液态金属封装在防护壳内部,驱动器本体内部开设有若干个气腔,气腔沿驱动器本体的长度方向布置,插设在驱动器本体上的气管的一端与所述气腔连通,气管的另一端延伸至驱动器本体外部。
2.根据权利要求1所述的一种可变刚度三自由度气动柔性驱动器,其特征在于,安装槽的轴线与驱动器本体的轴线倾斜布置,安装槽的开口端的中心在驱动器本体的轴线上,防护壳内部设有用以填装液态金属的安装腔,安装腔的轮廓由安装槽的轮廓按比例缩放而成。
3.根据权利要求1所述的一种可变刚度三自由度气动柔性驱动器,其特征在于,驱动器本体包括封装件和第一封装层,呈柱状的封装件的外周面上绕设有拉簧,拉簧位于封装件和呈环形柱状的第一封装层之间,变刚度模块、气腔和气管均布设在封装件上。
4.根据权利要求2所述的一种可变刚度三自由度气动柔性驱动器,其特征在于,所述加热件为电阻丝,电阻丝螺旋绕设在安装腔的周面上,电阻丝埋设在防护壳内部,电阻丝与布设在驱动器本体外部的电源通过导线相连。
5.根据权利要求1所述的一种可变刚度三自由度气动柔性驱动器,其特征在于,气腔的数目为三个且沿安装槽的周向等夹角布置,气管的数目与气腔的数目相等,气管与气腔逐一对应连通。
6.根据权利要求1所述的一种可变刚度三自由度气动柔性驱动器,其特征在于,驱动器本体由铂催化硅橡胶和石墨烯的混合材料浇筑成型。
7.根据权利要求3所述的一种可变刚度三自由度气动柔性驱动器,其特征在于,拉簧由
304不锈钢制成。
8.根据权利要求1所述的一种可变刚度三自由度气动柔性驱动器,其特征在于,气管由PU管制成,气管与驱动器本体之间填装有用以密封的硅胶粘接剂。
9.根据权利要求1所述的一种可变刚度三自由度气动柔性驱动器,其特征在于,防护壳由铂催化硅橡胶制成。
10.一种利用权利要求1到9任意一项所述的可变刚度三自由度气动柔性驱动器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)变刚度模块制备:将电阻丝螺旋缠绕在固态的液态金属表面,电阻丝的一端与导线的一端相连,将绕设有电阻丝的液态金属放入模具中,将导线的另一端延伸至模具外部,使用铂催化硅橡胶对液态金属进行表面浇筑封装,对浇筑成型的变刚度模块进行静置冷却;
(2)封装件制备:将冷却后的变刚度模块放在模具中,使用石墨烯和铂催化硅橡胶混合材料对封装件进行浇筑,浇筑过程中保证三个气腔沿变刚度模块的周向等夹角布置,对浇筑成型的封装件进行静置冷却;
(3)驱动器本体制备:在冷却后的封装件的表面上缠绕拉簧,使用石墨烯和铂催化硅橡胶混合材料对绕有拉簧的封装件进行二次浇筑,待第一封装层与封装件冷却固连后,将气管的一端插设在封装件中,保证气管与气腔逐一对应连通,气管的另一端延伸至封装件外部,然后在气管与封装件之间填装硅胶粘接剂进行密封。