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专利号: 2022110943092
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自动修补片,其特征在于:包括电极接口(1)、支撑层(2)和两个电活性层(3);两个电活性层(3)的结构相同,均由介电弹性层(3‑1)和位于介电弹性层(3‑1)相反侧的两个相容性电极层(3‑2)组成;介电弹性层(3‑1)的材质均为介电弹性体,两个电活性层(3)分别粘接在支撑层(2)的相反侧;两个电活性层(3)在粘接在支撑层(2)时经过预拉伸,且拉伸方向相互垂直;两个电活性层(3)对支撑层(2)的拉力使得自动修补片呈现双弯曲稳态结构;

电极接口(1)设置在自动修补片的其中一侧;电极接口(1)上设置有四个第一触点(1‑1);其中两个第一触点(1‑1)与其中一个电活性层(3)上的两个相容性电极层(3‑2)分别电连接;

另两个第一触点(1‑1)与另一个电活性层(3)上的两个相容性电极层(3‑2)分别电连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动修补片,其特征在于:所述的介电弹性层(3‑1)采用丙烯酸酯胶膜;支撑层(2)的材质为聚酰亚胺或聚酯。

3.根据权利要求1所述的一种自动修补片,其特征在于:初始状态下,电极接口(1)处于自动修补片内凹的一侧;在电极接口(1)处于自动修补片外凸一侧的情况下,自动修补片的弯曲角度超过180°。

4.根据权利要求1所述的一种自动修补片,其特征在于:两个电活性层(3)的相反侧均设置有密封层;密封层的材质为橡胶。

5.一种管道自动修补装置,包括安装基座(5),以及安装在安装基座(5)上的修补片存放机构和修补送料机构;其特征在于:修补片存放机构包括修补片存放盒(6)和存放盒移动机构;修补片存放盒(6)由存放盒移动机构驱动进行移动;修补片存放盒(6)上设置有若干个多个存放槽;各存放槽用于存储如权利要求1‑4中任意一项所述的自动修补片;所述的修补送料机构包括推进组件、升降组件、翻转组件和吸取组件;推进组件、升降组件、翻转组件分别用于驱动吸取组件横向移动、竖直方向移动、绕水平轴线翻转;

所述的吸取组件安装在翻转组件内的翻转杆(20)的外端;吸取组件包括吸取爪(21)、限位盘(22)、弹簧(23)和供电插头(24);限位盘(22)固定在翻转杆(20)上;吸取爪(21)与翻转杆(20)滑动连接;吸取爪(21)位于限位盘(22)远离翻转杆(20)的一侧;吸取爪(21)与限位盘(22)之间设置有若干根弹簧(23);吸取爪(21)的外侧设置有若干个吸臂;吸臂的外端固定有负压吸盘;翻转杆(20)的外端贯穿吸取爪(21),且固定有供电插头(24);供电插头(24)的外端设置有四个第二触点;四个第二触点的相对位置与四个第一触点(1‑1)的相对位置分别对应;初始状态下,供电插头(24)处于各吸盘靠近吸取爪(21)的一侧。

6.根据权利要求5所述的一种管道自动修补装置,其特征在于:所述的存放盒移动机构包括第一导向杆(7)、第一驱动机构、第二导向杆(8)和第二驱动机构;在水平面上相互垂直的第一导向杆(7)和第二导向杆(8)均与修补片存放盒(6)滑动连接;第一导向杆(7)和第二导向杆(8)的两端均固定有滑块;第一导向杆(7)的两端与安装基座(5)其中两个相互正对的内侧壁上的滑槽滑动连接;第二导向杆(8)的两端滑块与安装基座(5)上另两个相互正对的内侧壁上的滑槽滑动连接;第一驱动机构包括第一电机和第一丝杠;第一丝杠转动连接在安装基座(5)内,并与固定在第一导向杆(7)上的螺母构成螺旋副;第一电机固定在安装基座(5)内,且输出轴与第一丝杠的端部固定;第二驱动机构包括第二电机和第二丝杠;第二丝杠转动连接在安装基座(5)内,并与固定在第二导向杆(8)上的螺母构成螺旋副;第二电机固定在安装基座(5)内,且输出轴与第二丝杠的端部固定。

7.根据权利要求5所述的一种管道自动修补装置,其特征在于:所述的推进组件包括第三导向杆(9)、第三丝杠(10)、第三电机(11)、推进支座(12)和连接块(13);水平设置的两根第三导向杆(9)均与安装基座(5)滑动连接;两根第三导向杆(9)的一端与推进支座(12)固定;连接块(13)与两根第三导向杆(9)固定;第三丝杠(10)的一端与推进支座(12)转动连接;第三丝杠(10)的另一端与连接块(13)转动连接;第三丝杠(10)与固定在安装基座(5)上的螺母构成螺旋副;第三电机(11)固定在连接块(13)上,且输出轴与第三丝杠(10)固定。

8.根据权利要求7所述的一种管道自动修补装置,其特征在于:所述的升降组件包括升降杆(14)和升降驱动机构;升降杆(14)滑动连接在推进支座(12)上,由升降驱动机构驱动进行升降运动;升降驱动机构包括曲柄盘(15)、第一连杆(16)、摇杆(17)、第二连杆(18)和第四电机(19);轴线水平的曲柄盘(15)转动连接在推进支座(12)上;第四电机(19)固定在推进支座(12)上;第四电机(19)的输出轴与曲柄盘(15)固定;摇杆(17)的内端转动连接在推进支座(12)上;第一连杆(16)的一端与曲柄盘(15)上的偏心位置转动连接;第一连杆(16)的另一端与摇杆(17)的中部转动连接;摇杆(17)的外端与第二连杆(18)的一端转动连接;第二连杆(18)的另一端与升降杆(14)的顶端转动连接。

9.根据权利要求8所述的一种管道自动修补装置,其特征在于:所述的翻转组件包括翻转杆(20)和第五电机;翻转杆(20)内端与升降杆(14)的底端构成转动副;第五电机固定在升降杆(14)的底端,其输出轴与翻转杆(20)的内端固定。

10.一种管道自动修补方法,其特征在于:使用权利要求5所述的一种管道自动修补装置;该方法包括以下步骤:

步骤一、通过人工或者机器人将该管道自动修补装置移动至管道(4)的破损处;推进组件、升降组件、翻转组件带动吸取组件移动至修补片存放盒(6)的正上方,并吸取一片自动修补片;

步骤三、升降组件带动被吸取的自动修补片升高;翻转组件带动被吸取的自动修补片翻转;使得自动修补片的外凸侧朝向管道(4)破损处;

步骤四、控制模块向供电插头(24)中与自动修补片的外凸侧的电活性层(3)对应的两个触点施加电压;推进组件带动被吸取的自动修补片向管道(4)破损处移动;当自动修补片抵住管道(4)破损处后,吸取爪(21)保持静止,而供电插头(24)继续移动,直到供电插头(24)插入自动修补片上电极接口(1),使得自动修补片发生稳态变化,包裹住管道(4)破损处;

步骤五、负压吸盘停止吸附,修补送料机构复位。