CN106190097A

CN106190097A - 一种热致变色隐形机器人

Info

Publication number: CN106190097A
Application number: CN201610580297.2A
Authority: CN
Inventors: 王勇; 王瑛
Original assignee: Guangdong Provincial Institute Of Intelligent Robotics; Guangdong University of Technology; Dongguan South China Design and Innovation Institute
Current assignee: Guangdong Provincial Institute Of Intelligent Robotics; Guangdong University of Technology; Dongguan South China Design and Innovation Institute
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2016-12-07

Abstract

本发明公开了一种热致变色隐形机器人，它包括肢体和皮肤，所述机器人的皮肤包括由外到内依次粘贴的透明硅胶层、透明环氧树脂胶层、可逆热致变色材料条带层、导热环氧树脂胶层和电加热网层，所述电加热网层是直接涂覆在机器人的肢体上，所述肢体包括背景色采集分析结构，所述背景色采集分析结构用于采集环境中的图片并分析图片的主色调，然后通过机器人体内的控制分析系统控制电加热网层加热可逆热致材料层至合适的温度，使机器人的皮肤呈现出所述主色调的颜色。本发明模仿变色龙的隐形原理制备的热致变色隐形机器人，既具有隐身功能，又具有真实的触感，用户体验感佳，填补了隐形机器人的空白。

Description

一种热致变色隐形机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是一种既具有隐身功能又具有真实触觉的热致变色隐形机器人。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，还可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，从而协助或取代人类的部分工作。随着科技的发展，机器人逐渐走进人们的日常生活，帮助人们打理家务，提供娱乐等。目前机器人的研究主要集中在结构和皮肤两方面。以皮肤为例，为了使机器人更人性化，更具亲和力，人们研制出具有柔软手感的硅胶人造机器人皮肤，还研制出具有高敏度触觉的智能机器人皮肤。但迄今为止，还未有具备隐身功能的隐形机器人出现，尤其是既具有隐身功能又具有真实触觉的隐形机器人。

发明内容

本发明旨在填补隐形机器人的空白，提供一种既具有隐身功能，又具有真实触觉的热致变色隐形机器人。

为了到达上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种热致变色隐形机器人，包括肢体和皮肤，所述机器人的皮肤包括由外到内依次粘贴的透明硅胶层、透明环氧树脂胶层、可逆热致变色材料条带层、导热环氧树脂胶层和电加热网层，所述电加热网层是直接涂覆在机器人的肢体上，所述肢体包括背景色采集分析结构，所述背景色采集分析结构用于采集环境中的图片并分析图片的主色调，然后通过机器人体内的控制分析系统控制电加热网层加热可逆热致材料层至合适的温度，使机器人的皮肤呈现出所述主色调的颜色。

作为本发明改进的技术方案，所述可逆热致变色材料条带层的制备方法为先采用柔性透明薄膜制成扁带状，然后将可逆热致变色材料注入其中，密封。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述可逆热致变色材料主要由3,3‐双(4‐二甲氨基苯基)‐6‐二甲氨基苯肽1～5％，热敏酞红0.5～1.5％，氯化亚铁0.2～1％，氯化铝3～8％，水杨酸锌6～12％，乙二醇25～35％，表面活性剂1～3％、抗紫外剂0.5～1.2％、消泡剂0.1～0.5％、琼脂1～3.5％，余量的水组成。

进一步地，所述可逆热致变色材料主要由3,3‐双(4‐二甲氨基苯基)‐6‐二甲氨基苯肽2～4％，热敏酞红0.6～1.3％，氯化亚铁0.4～0.7％，氯化铝4～7％，水杨酸锌8～10％，乙二醇28～33％，表面活性剂1.5～2.5％、抗紫外剂0.6～1％、消泡剂0.2～0.4％、琼脂1.5～3％，余量的水组成。

优选地，所述可逆热致变色材料主要由3,3‐双(4‐二甲氨基苯基)‐6‐二甲氨基苯肽3％，热敏酞红1％，氯化亚铁0.5％，氯化铝6％，水杨酸锌9％，乙二醇30％，表面活性剂2％、抗紫外剂0.8％、消泡剂0.3％、琼脂2％，余量的水组成。

进一步地，所述可逆热致变色材料层的变色温度范围为28～43℃。

进一步地，所述可逆热致变色材料层的色彩种类有蓝紫色、蓝色、绿色、灰色、灰白色、黄色、红色。

作为本发明改进的技术方案，所述电加热网层为直接将硅碳电加热材料丝网印刷在机器人的肢体上。

作为本发明改进的技术方案，所述肢体包括头部和身体部分，头部的眼睛处安装有照相机，身体部分安装有控制分析系统，机器人通过照相机拍摄周边环境的图片，然后将所述图片传至所述控制分析系统，控制分析系统分析出所述图片中比例最大的颜色，然后控制电加热网层进行加热直至机器人的皮肤呈现出所述比例最大的颜色，从而使机器人很好地与周边环境融为一体，达到隐身的效果。

进一步地，所述肢体部分还包括红外距离传感器，机器人通过所述红外距离传感器感测与其最近的大型物体的方位，然后通过控制分析系统控制照相机拍摄所述大型物体方位的图片，以此图片中比例最大的颜色作为机器人皮肤所要呈现的颜色。

有益效果：

本发明通过模拟变色龙的隐形原理，通过改变机器人的皮肤颜色，使之与周围环境的主色调一致，从而使机器人与周围环境融为一体，达到隐身的效果。本发明的热致变色材料层变色种类丰富，变色温度低，结构简单，控制方便，填补了隐形机器人的空白。

附图说明

图1为本发明隐形机器人的结构示意图；

图2的本发明隐形机器人的皮肤的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更清楚明了地理解本发明，现结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，本发明的隐形机器人包括肢体2和皮肤1。

机器人的皮肤1包括由外到内依次粘贴的透明硅胶层11、透明环氧树脂胶层12、可逆热致变色材料条带层13、导热环氧树脂胶层14和电加热网层15，电加热网层15是直接涂覆在机器人的肢体2上，如图2所示。所述皮肤1的制备步骤为：首先将将硅碳电加热材料直接丝网印刷在机器人的肢体2上，形成电加热网层15，接着制备可逆热致变色材料条带层13，然后将可逆热致变色材料条带层13用导热环氧树脂胶粘贴在电加热网层15上，最后用透明环氧树脂胶将透明硅胶粘贴在可逆热致变色材料条带层13上。当然，在可逆热致变色材料条带层13和透明硅胶层11还可以设置透明环氧树脂保护层，用于保护可逆热致变色材料条带层13，延长机器人皮肤1的使用寿命。

可逆热致变色材料条带层13的制备方法为：1)将柔性透明薄膜制成扁带状，用于填装可逆热致变色材料；2)制备热致可逆变色材料，①将3,3‐双(4‐二甲氨基苯基)‐6‐二甲氨基苯肽、热敏酞红溶于乙二醇中形成溶液A，②将琼脂加入水中，搅拌加热至90℃直至琼脂溶液变成透明状，趁热加入氯化亚铁、氯化铝、水杨酸锌、表面活性剂、抗紫外剂、消泡剂，搅拌均匀，形成溶液B，③将溶液A和溶液B在90℃下混合均匀，然后升温至97℃，反应3h，得到可逆热致变色材料；3)将2)中制得的热致变色材料趁热注入扁带状柔性透明薄膜中，冷却至室温，制得可逆热致变色材料条带；4)将3)制得的可逆热致变色材料条带编织成网，得到可逆热致变色材料条带层13。

可逆热致变色材料中各组分的用量见具体实施例1‐5。

实施例1

按照上述配比制备出机器人的皮肤1，对其进行热致变色测试。当机器人的皮肤1被加热至28℃～43℃时，可以观察到机器人的皮肤1颜色显示较为清晰，依次由蓝紫色‐蓝色‐绿色‐灰色‐灰白色‐黄色变为红色，冷却过程中机器人的皮肤1可以观察到由红色‐黄色‐灰白色‐灰色‐绿色‐蓝色‐蓝紫色的变化过程。

实施例2

按照上述配比制备出机器人的皮肤1，对其进行热致变色测试。当机器人的皮肤1被加热至28℃～43℃时，可以观察到机器人的皮肤1颜色显示相对清晰，依次由蓝紫色‐蓝色‐绿色‐灰色‐灰白色‐黄色变为红色，冷却过程中机器人的皮肤1可以观察到由红色‐黄色‐灰白色‐灰色‐绿色‐蓝色‐蓝紫色的变化过程。

实施例3

按照上述配比制备出机器人的皮肤1，对其进行热致变色测试。当机器人的皮肤1被加热至28℃～43℃时，可以观察到机器人的皮肤1颜色显示清晰，依次由蓝紫色‐蓝色‐绿色‐灰色‐灰白色‐黄色变为红色，冷却过程中机器人的皮肤1可以观察到由红色‐黄色‐灰白色‐灰色‐绿色‐蓝色‐蓝紫色的变化过程。

实施例4

实施例5

机器人的肢体2包括背景色采集分析结构，背景色采集分析结构用于采集环境中的图片并分析图片的主色调，然后通过机器人体内的控制分析系统24控制电加热网层15加热可逆热致材料层至合适的温度，使机器人的皮肤1呈现出主色调的颜色。具体地，肢体2包括头部21和身体部分22，头部21的眼睛处安装有照相机23，身体部分22安装有控制分析系统24，机器人通过照相机23拍摄周边环境的图片，然后将图片传至控制分析系统24，控制分析系统24分析出图片中比例最大的颜色，然后控制电加热网层15进行加热直至机器人的皮肤1呈现出比例最大的颜色，从而使机器人很好地与周边环境融为一体，达到隐身的效果。进一步地，肢体2还包括红外距离传感器25，机器人通过红外距离传感器25感测与其最近的大型物体的方位，然后通过控制分析系统24控制照相机23拍摄大型物体方位的图片，以此图片中比例最大的颜色作为机器人皮肤1所要呈现的颜色。由此，本发明的机器人模拟变色龙的隐形原理，通过感知其周围环境的颜色，使自己的外观色彩与周围环境融为一体，使人们不认真分辨时看不清楚是背景还是机器人，从而实现机器人的隐身功能。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种热致变色隐形机器人，包括肢体和皮肤，其特征在于：所述机器人的皮肤包括由外到内依次粘贴的透明硅胶层、透明环氧树脂胶层、可逆热致变色材料条带层、导热环氧树脂胶层和电加热网层，所述电加热网层是直接涂覆在机器人的肢体上，所述肢体包括背景色采集分析结构，所述背景色采集分析结构用于采集环境中的图片并分析图片的主色调，然后通过机器人体内的控制分析系统控制电加热网层加热可逆热致材料层至合适的温度，使机器人的皮肤呈现出所述主色调的颜色。

2.根据权利要求1所述的热致变色隐形机器人，其特征在于：所述可逆热致变色材料条带层的制备方法为先采用柔性透明薄膜制成扁带状，然后将可逆热致变色材料注入其中，密封。

3.根据权利要求2所述的热致变色隐形机器人，其特征在于：所述可逆热致变色材料主要由3,3‐双(4‐二甲氨基苯基)‐6‐二甲氨基苯肽1～5％，热敏酞红0.5～1.5％，氯化亚铁0.2～1％，氯化铝3～8％，水杨酸锌6～12％，乙二醇25～35％，表面活性剂1～3％、抗紫外剂0.5～1.2％、消泡剂0.1～0.5％、琼脂1～3.5％，余量的水组成。

4.根据权利要求3所述的热致变色隐形机器人，其特征在于：所述可逆热致变色材料主要由3,3‐双(4‐二甲氨基苯基)‐6‐二甲氨基苯肽2～4％，热敏酞红0.6～1.3％，氯化亚铁0.4～0.7％，氯化铝4～7％，水杨酸锌8～10％，乙二醇28～33％，表面活性剂1.5～2.5％、抗紫外剂0.6～1％、消泡剂0.2～0.4％、琼脂1.5～3％，余量的水组成。

5.根据权利要求4所述的热致变色隐形机器人，其特征在于：所述可逆热致变色材料主要由3,3‐双(4‐二甲氨基苯基)‐6‐二甲氨基苯肽3％，热敏酞红1％，氯化亚铁0.5％，氯化铝6％，水杨酸锌9％，乙二醇30％，表面活性剂2％、抗紫外剂0.8％、消泡剂0.3％、琼脂2％，余量的水组成。

6.根据权利要求3‐5任一项所述的热致变色隐形机器人，其特征在于：所述可逆热致变色材料层的变色温度范围为28～43℃。

7.根据权利要求3-5任一项所述的热致变色隐形机器人，其特征在于：所述可逆热致变色材料层的色彩种类有蓝紫色、蓝色、绿色、灰色、灰白色、黄色、红色。

8.根据权利要求1所述的热致变色隐形机器人，其特征在于：所述电加热网层为直接将硅碳电加热材料丝网印刷在机器人的肢体上。

9.根据权利要求1所述的热致变色隐形机器人，其特征在于：所述肢体包括头部和身体部分，头部的眼睛处安装有照相机，身体部分安装有控制分析系统，机器人通过照相机拍摄周边环境的图片，然后将所述图片传至所述控制分析系统，控制分析系统分析出所述图片中比例最大的颜色，然后控制电加热网层进行加热直至机器人的皮肤呈现出所述比例最大的颜色，从而使机器人很好地与周边环境融为一体，达到隐身的效果。

10.根据权利要求9所述的热致变色隐形机器人，其特征在于：所述肢体部分还包括红外距离传感器，机器人通过所述红外距离传感器感测与其最近的大型物体的方位，然后通过控制分析系统控制照相机拍摄所述大型物体方位的图片，以此图片中比例最大的颜色作为机器人皮肤所要呈现的颜色。