【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及仿生表面的，特別涉及一種基于多螺旋結構的可編程仿生可形變表面。
技術介紹
1、在自然界中，一些軟體生物具有柔軟靈巧的器官，這些生物能夠通過對器官上可形變表面的靈活調控來執行一些特定功能。以腹足類動物為例，某些水生螺類利用其柔軟靈巧的腹足，通過對腹足部表面的周期性變形調控，能夠幫助螺類在氣液界面或水下、陸上的基底表面進行移動及食物的獲取。這類生物對自身柔軟器官上可形變表面的周期性變形調控，能夠幫助生物在行為上提高效率，且具備較高的靈活性與可拓展性，因此近幾十年來，腹足類軟體動物的腹足結構、足部運動機制、以及如何利用人造結構模擬等效生物體的可形變表面在學術界得到了廣泛關注和深入研究。
2、由于人造結構尚不能復刻生物器官可形變表面的時變形狀，因此在時間尺度起關鍵作用的應用場景中，其功能和性能難以與生命體相比。而通過引入可驅動組分，在外界激勵作用下，人造柔性物質和結構能夠發生形狀變化。在諸多的可形變體系中，動態可形變表面因其在驅動、傳感、通信、交互等方面的優勢，在精密光學、航空航天、柔性電子、智能醫學等領域具有豐富的應用潛力。然而，目前對于可形變表面復雜動態形變驅動調控方法的表征尚不完善，關于實現柔性動態表面的任意形變可編程調控的手段較為缺乏。現有的國內外的可形變表面根據驅動方式主要可以分為兩種：
3、(1)外加電場、磁場、光場、流場等的場驅動響應可形變表面，以智能材料為載體，通過對外加場改變的響應可實現可形變表面的復雜形狀變化，優點在于能夠快速響應實現任意形狀的改變，缺點是穩定性與可靠性不足，且應
4、(2)以機械方式驅動調控的可形變表面，通過機械運動傳動來改變可形變表面的形狀，優點在于具備較強的運行穩定性與可靠性，且能夠根據實際需求進行尺度縮放的設計，能夠適應復雜場景，缺點是難以實現可控任意形變的調控。
5、綜上所述，現今，關于能夠進行任意形變的可編程調控的可形變表面設計的研究較為少見，在可形變表面的表面形狀任意可編程調控與可形變表面驅動方式的穩定性、可拓展性兩個方面上難以實現兼容。因此，設計一種穩定可靠的能進行任意形變可編程調控的可形變表面具有十分重要的意義。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于多螺旋結構的可編程仿生可形變表面，以實現可形變表面能夠進行任意形變的可編程調控。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種基于多螺旋結構的可編程仿生可形變表面，包括主體支撐機構、以及設于所述主體支撐機構上的螺旋傳動機構、驅動機構和膜體機構；所述驅動機構用于驅動所述螺旋傳動機構轉動；所述螺旋傳動機構包括多條可充放氣的氣管，多條所述氣管圍繞所述螺旋傳動機構的轉動軸向布置為螺旋狀；所述膜體機構包括支撐桿、撐起件和彈性膜體；以可移向和移離所述氣管周壁的方式，所述支撐桿上并排布置有多個可進行往返移動的所述撐起件；多個所述撐起件的一端均與所述氣管的周壁彈性抵接，多個所述撐起件的另一端均與所述彈性膜體連接固定；所述彈性膜體用于跟隨多個所述撐起件的往返移動而進行形變。
3、在其中一個實施例中，所述主體支撐機構包括支撐板、以及分別設于所述支撐板相對兩側的第一支撐架和第二支撐架；所述第一支撐架上設有所述驅動機構，所述第一支撐架與所述第二支撐架之間安裝有所述螺旋傳動機構和所述支撐桿。
4、在其中一個實施例中，所述螺旋傳動機構還包括中心桿，所述中心桿的端部與所述驅動機構的動力輸出部位連接，多條所述氣管圍繞所述中心桿的軸向布置為螺旋狀。
5、在其中一個實施例中，所述中心桿的周壁上設有多條凹槽，多條所述凹槽布置為螺旋狀，多條所述凹槽內均嵌入有所述氣管。
6、在其中一個實施例中，所述氣管的端部設有可進行充放氣的接口。
7、在其中一個實施例中，沿所述支撐桿的軸向，所述支撐桿上分離排列布置有多個導向塊，多個所述導向塊均滑動安裝有所述撐起件，且多個所述導向塊與多個所述撐起件之間均連接有彈性件。
8、在其中一個實施例中，所述導向塊相對的兩側均設有滑槽；所述撐起件設有扣合結構，所述扣合結構扣入所述導向塊兩側的所述滑槽內。
9、在其中一個實施例中，所述扣合結構的閉口端與所述導向塊之間連接有所述彈性件。
10、在其中一個實施例中，所述撐起件朝向所述氣管的端部呈三角狀。
11、在其中一個實施例中，所述撐起件設有兩相對布置的安裝座，兩所述安裝座之間設有所述彈性膜體，兩所述安裝座分別與所述彈性膜體的兩側連接。
12、本專利技術的有益效果如下：
13、(1)使用驅動機構實現單一電機驅動，驅動方式簡單。利用機械傳動進行可形變表面的形變調控，可靠性、穩定性高。
14、(2)應用了仿生的思想，受某些軟體生物對其軟體器官的可形變表面的復雜形變調控啟發，專利技術了一種基于多螺旋結構的可編程仿生可形變表面。使用多氣管進行傳動，通過對多氣管進行充氣使得螺旋傳動機構膨脹、調節螺旋傳動機構轉速、調整氣管數量等方法，能夠在較大程度上等效軟體動物對可形變表面的任意控制，實現對表面形狀的可編程調控。
15、(3)采用模塊化的設計理念，將該仿生可形變表面分為驅動機構、螺旋傳動機構與主體支撐機構，使得不同機構可以根據不同的工況與需求進行重構與模塊的再設計，同時能夠對整體進行空間尺度上進行縮放設計，從而能夠適應不同的環境與工作條件。
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1.一種基于多螺旋結構的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
6.根據權利要求1所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
7.根據權利要求6所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
8.根據權利要求7所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
9.根據權利要求6所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
10.根據權利要求6所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
【技術特征摘要】
1.一種基于多螺旋結構的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的可編程仿生可形變表面，其特征在于，
...【專利技術屬性】
技術研發人員：吳嘉寧，黃澤翔，陳康煥，丁毅，余騏旭，
申請(專利權)人：中山大學，
類型：發明
國別省市：
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