CN107984470A - 柔性电磁驱动装置 - Google Patents

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Abstract

柔性电磁驱动装置，包括柔性材料制成的柔性件(1)，柔性件(1)内设有电磁伸缩单元，电磁伸缩单元包括沿横向设置的上导体(2)，上导体(2)与柔性件(1)固定相连，每个上导体(2)的下方沿横向设有下导体(3)，下导体(3)与柔性件(1)固定相连，上导体(2)与下导体(3)之间设有导磁材料填充腔(4)，导磁材料填充腔(4)内填充有用于导磁的磁性流体材料或用于导磁的粉末状导磁材料。其目的在于提供一种可作为机器人手臂的动力源、作为辅助残疾人手臂、腿部的助力装置的动力源、以及作为多种医疗设备的动力源，并具有牵引、驱动负载迅速、快捷、精确，可驱动负载完成各种柔性往复、伸缩、弯折动作的柔性电磁驱动装置。

Description

柔性电磁驱动装置
技术领域
本发明涉及一种柔性电磁驱动装置。
背景技术
随着劳动力使用成本的不断增加，在工厂的生产线上对各种机器人的应用也越来越多，但现有的机器人大多数都是利用油缸、气缸驱动机器人完成各种动作，而利用油缸、气缸驱动机器人难以让机器人的手臂作各种柔性的位移，由此导致现有的机器人的无法被拓展到更多的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可作为机器人手臂的动力源、作为辅助残疾人手臂、腿部的助力装置的动力源、以及作为多种医疗设备的动力源，并具有牵引、驱动负载迅速、快捷、精确，可驱动负载完成各种柔性往复、伸缩、弯折动作的柔性电磁驱动装置。
本发明的柔性电磁驱动装置，包括柔性材料制成的柔性件，柔性件内设有电磁伸缩单元，电磁伸缩单元包括沿横向设置的上导体，上导体与柔性件固定相连，每个上导体的下方沿横向设有下导体，下导体与柔性件固定相连，上导体与下导体之间设有导磁材料填充腔，导磁材料填充腔内填充有用于导磁的磁性流体材料或用于导磁的粉末状导磁材料。
本发明的柔性电磁驱动装置，其中所述柔性件内自上而下设有多层所述电磁伸缩单元，每层电磁伸缩单元设有多个电磁伸缩单元。
本发明的柔性电磁驱动装置，其中所述柔性件为沿竖直方向设置的柱体，柔性件的横截面为圆形或椭圆形或长方形或半圆弧形或梯形或三角形，柔性件内自上而下设置有2—12层所述电磁伸缩单元，每层电磁伸缩单元分别环绕柔性件的中心布置有2—12个电磁伸缩单元。
本发明的柔性电磁驱动装置，其中每个所述电磁伸缩单元中的导磁材料填充腔环绕柔性件的中心设置，每个导磁材料填充腔中自外向内环绕柔性件的中心并列设有多个上导体和多个下导体，多个上导体固定在对应的导磁材料填充腔内的顶部，多个下导体分别固定在对应的导磁材料填充腔内的底部。
本发明的柔性电磁驱动装置，其中所述上导体和下导体的外侧壁与柔性件通过粘接相连，每个电磁伸缩单元中的上导体与下导体之间的距离小于10mm，横截面为圆形或椭圆形或长方形的柔性件的中部沿竖直方向设有通孔。
本发明的柔性电磁驱动装置，其中所述上导体与下导体之间的距离为1mm—3mm，柔性件内自上而下设置有3—8层所述电磁伸缩单元，每层电磁伸缩单元分别环绕柔性件的中心布置有4—8个电磁伸缩单元。
本发明的柔性电磁驱动装置，其中所述上导体的表面与下导体的表面包覆有绝缘漆。
本发明的柔性电磁驱动装置，其中所述上导体和下导体是片状或截面为圆形的导线。
本发明的柔性电磁驱动装置在使用时，如果让柔性件在某一时段作收缩运动，可向位于柔性件电磁伸缩单元中的上导体与下导体通入相同方向的电流，由此令位于柔性件中的电磁伸缩单元中的上导体与下导体在磁场力的作用下相互吸引，即可令柔性件作收缩运动；如果想让柔性件在某一时段作伸张运动，可向位于柔性件电磁伸缩单元中的上导体与下导体通入相反方向的电流，由此令位于柔性件中的电磁伸缩单元中的上导体与下导体在磁场力的作用下相互排斥，即可令柔性件作伸张运动；如果想让柔性件朝前弯折，可向位于柔性件前部的每个电磁伸缩单元中的上导体与下导体通入相同方向的电流，并向位于柔性件前部的每个电磁伸缩单元中的上导体与下导体通入相反方向的电流，由此令位于柔性件前部的每个电磁伸缩单元中的上导体与下导体在磁场力的作用下相互吸引，令位于柔性件后部的每个电磁伸缩单元中的上导体与下导体在磁场力的作用下相互排斥，即可令柔性件朝前弯折。因此，本发明的柔性电磁驱动装置可作为机器人手臂的动力源、作为辅助残疾人手臂、腿部的助力装置的动力源、以及作为多种医疗设备的动力源，并具有牵引、驱动负载迅速、快捷、精确，可驱动负载完成各种柔性往复、伸缩、弯折动作的特点。
下面结合附图对本发明柔性电磁驱动装置作进一步说明。
附图说明
图1为本发明柔性电磁驱动装置的一种实施方式的结构示意图的主视图；
图2为图1中A—A截面的剖视图；
图3为图1中B—B截面的剖视图；
图4为本发明柔性电磁驱动装置的另一种实施方式的结构示意图的主视图；
图5为图4中C—C截面的剖视图；
图6为图4中D—D截面的剖视图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明的柔性电磁驱动装置，包括柔性材料制成的柔性件1，柔性件1内设有电磁伸缩单元，电磁伸缩单元包括沿横向设置的上导体2，上导体2与柔性件1固定相连，每个上导体2的下方沿横向设有下导体3，上导体2与下导体3之间彼此电绝缘，下导体3与柔性件1固定相连，上导体2与下导体3之间设有导磁材料填充腔4，导磁材料填充腔4内填充有用于导磁的磁性流体材料或用于导磁的粉末状导磁材料。
作为本发明的进一步改进，上述柔性件1内自上而下设有多层所述电磁伸缩单元，每层电磁伸缩单元设有多个电磁伸缩单元。
作为本发明的进一步改进，上述柔性件1为沿竖直方向设置的柱体，如图1、图2和图3所示，柔性件1的横截面可以为圆形，柔性件1内自上而下设置有2—12层所述电磁伸缩单元，每层电磁伸缩单元分别环绕柔性件1的中心布置有2—12个电磁伸缩单元。
如图4、图5和图6所示，柔性件1的横截面也可以为半圆弧形，柔性件1的横截面也可以是椭圆形或长方形或梯形或三角形。
作为本发明的进一步改进，上述每个所述电磁伸缩单元中的导磁材料填充腔4环绕柔性件1的中心设置，每个导磁材料填充腔4中自外向内环绕柔性件1的中心并列设有多个上导体2和多个下导体3，多个上导体2固定在对应的导磁材料填充腔4内的顶部，多个下导体3分别固定在对应的导磁材料填充腔4内的底部。
作为本发明的进一步改进，上述上导体2和下导体3的外侧壁与柔性件1通过粘接相连，每个电磁伸缩单元中的上导体2与下导体3之间的距离小于10mm，横截面为圆形或椭圆形或长方形的柔性件1的中部沿竖直方向设有通孔5。
作为本发明的进一步改进，上述上导体2与下导体3之间的距离为1mm—3mm，柔性件1内自上而下设置有3—8层所述电磁伸缩单元，每层电磁伸缩单元分别环绕柔性件1的中心布置有4—8个电磁伸缩单元。
作为本发明的进一步改进，上述上导体2的表面与下导体3的表面包覆有绝缘漆。
作为本发明的进一步改进，上述上导体2和下导体3是片状或截面为圆形的导线。
本发明的柔性电磁驱动装置在使用时，如果想让柔性件1在某一时段作收缩运动，可向位于柔性件1电磁伸缩单元中的上导体2与下导体3通入相同方向的电流，由此令位于柔性件1中的电磁伸缩单元中的上导体2与下导体3在磁场力的作用下相互吸引，即可令柔性件1作收缩运动；如果想让柔性件1在某一时段作伸张运动，可向位于柔性件1电磁伸缩单元中的上导体2与下导体3通入相反方向的电流，由此令位于柔性件1中的电磁伸缩单元中的上导体2与下导体3在磁场力的作用下相互排斥，即可令柔性件1作伸张运动；如果想让柔性件1朝前弯折，可向位于柔性件1前部的每个电磁伸缩单元中的上导体2与下导体3通入相同方向的电流，并向位于柔性件1前部的每个电磁伸缩单元中的上导体2与下导体3通入相反方向的电流，由此令位于柔性件1前部的每个电磁伸缩单元中的上导体2与下导体3在磁场力的作用下相互吸引，令位于柔性件1后部的每个电磁伸缩单元中的上导体2与下导体3在磁场力的作用下相互排斥，即可令柔性件1朝前弯折。因此，本发明的柔性电磁驱动装置可作为机器人手臂的动力源，也可作为辅助残疾人手臂、腿部的助力装置的动力源，以及作为多种医疗设备的动力源，其具有可牵引、驱动负载迅速、快捷、精确地完成各种柔性往复、伸缩、弯折动作的特点。

Claims (8)

1.柔性电磁驱动装置，其特征在于：包括柔性材料制成的柔性件(1)，柔性件(1)内设有电磁伸缩单元，电磁伸缩单元包括沿横向设置的上导体(2)，上导体(2)与柔性件(1)固定相连，每个上导体(2)的下方沿横向设有下导体(3)，下导体(3)与柔性件(1)固定相连，上导体(2)与下导体(3)之间设有导磁材料填充腔(4)，导磁材料填充腔(4)内填充有用于导磁的磁性流体材料或用于导磁的粉末状导磁材料。
2.根据权利要求1所述的柔性电磁驱动装置，其特征在于：所述柔性件(1)内自上而下设有多层所述电磁伸缩单元，每层电磁伸缩单元设有多个电磁伸缩单元。
3.根据权利要求2所述的柔性电磁驱动装置，其特征在于：所述柔性件(1)为沿竖直方向设置的柱体，柔性件(1)的横截面为圆形或椭圆形或长方形或半圆弧形或梯形或三角形，柔性件(1)内自上而下设置有2—12层所述电磁伸缩单元，每层电磁伸缩单元分别环绕柔性件(1)的中心布置有2—12个电磁伸缩单元。
4.根据权利要求3所述的柔性电磁驱动装置，其特征在于：每个所述电磁伸缩单元中的导磁材料填充腔(4)环绕柔性件(1)的中心设置，每个导磁材料填充腔(4)中自外向内环绕柔性件(1)的中心并列设有多个上导体(2)和多个下导体(3)，多个上导体(2)固定在对应的导磁材料填充腔(4)内的顶部，多个下导体(3)分别固定在对应的导磁材料填充腔(4)内的底部。
5.根据权利要求4所述的柔性电磁驱动装置，其特征在于：所述上导体(2)和下导体(3)的外侧壁与柔性件(1)通过粘接相连，每个电磁伸缩单元中的上导体(2)与下导体(3)之间的距离小于10mm，横截面为圆形或椭圆形或长方形的柔性件(1)的中部沿竖直方向设有通孔(5)。
6.根据权利要求5所述的柔性电磁驱动装置，其特征在于：所述上导体(2)与下导体(3)之间的距离为1mm—3mm，柔性件(1)内自上而下设置有3—8层所述电磁伸缩单元，每层电磁伸缩单元分别环绕柔性件(1)的中心布置有4—8个电磁伸缩单元。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的柔性电磁驱动装置，其特征在于：所述上导体(2)的表面与下导体(3)的表面包覆有绝缘漆。
8.根据权利要求7所述的柔性电磁驱动装置，其特征在于：所述上导体(2)和下导体(3)是片状或截面为圆形的导线。
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