CN109319507B - 实现磁性液态金属三维运动的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现磁性液态金属三维运动的装置，包括三维通道、第一电极、第二电极以及设于三维通道内的电解液，第一电极的一端、第二电极的一端均与电解液相接触，第一电极的另一端、第二电极的另一端分别与电源的正极、负极相连接，磁性液态金属设于电解液中，磁性液态金属的上方设置有至少一个磁铁。本发明通过在三维通道上方布置磁铁，使磁性液态金属受到向上的磁力，克服磁性液态金属的重力，减小液态金属运动过程中的阻碍力，使得磁性液态金属的运动特性有很大程度的提升，最终实现在三维上坡的过程中，仅在向上磁力的作用和电场驱动下自主完成三维运动，无需人为帮助。
Description
技术领域
本发明涉及一种液态金属，尤其涉及一种实现磁性液态金属三维运动的装置。
背景技术
以镓和镓铟合金为代表的液态金属由于同时具备金属的优良导电性和液体的流动性，近年来吸引了广泛关注，被越来越多地用来制造用传统刚性材料无法实现的柔性机器人。目前国际上有关液态金属运动机理的研究内容十分丰富，包括电控、磁控、光照、化学反应等驱动方式，由于液态金属的流动性以及重力作用，纯净液态金属以及磁性液态金属大多在二维平面上运动，即使初步实现在三维方向上的运动，也需要人为帮助方可实现液态金属的三维运动，故无法实现液态金属自主完成三维方向上的运动。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种实现磁性液态金属三维运动的装置及方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种实现磁性液态金属三维运动的装置，包括三维通道、第一电极、第二电极以及设于所述三维通道内的电解液，所述第一电极的一端、第二电极的一端均与所述电解液相接触，所述第一电极的另一端、第二电极的另一端分别与所述电源的正极、负极相连接，所述磁性液态金属设于所述电解液中，所述磁性液态金属的上方设置有至少一个磁铁。
本发明一个较佳实施例中，实现磁性液态金属三维运动的装置进一步包括所述三维通道内设置有支撑件，所述至少一个磁铁安装在所述支撑件上。
本发明一个较佳实施例中，实现磁性液态金属三维运动的装置进一步包括所述三维通道的底部包括依次相连通的第一水平段、倾斜段和第二水平段，所述倾斜段向上倾斜设置。
本发明一个较佳实施例中，实现磁性液态金属三维运动的装置进一步包括所述三维通道采用亚克力、玻璃或PDMS材质制成。
本发明一个较佳实施例中，实现磁性液态金属三维运动的装置进一步包括所述第一电极和第二电极均为石墨棒或铜棒。
本发明一个较佳实施例中，实现磁性液态金属三维运动的装置进一步包括所述电解液为氢氧化钠溶液或盐酸溶液。
本发明一个较佳实施例中，实现磁性液态金属三维运动的装置进一步包括所述磁铁为永磁铁或电磁铁。
本发明一个较佳实施例中，实现磁性液态金属三维运动的装置进一步包括所述电源为直流电源。
本发明一个较佳实施例中，实现磁性液态金属三维运动的装置进一步包括所述电源为5-25V。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明通过在三维通道上方布置磁铁，使磁性液态金属受到向上的磁力，克服磁性液态金属的重力，减小液态金属运动过程中的阻碍力，使得磁性液态金属的运动特性有很大程度的提升，最终实现在三维上坡的过程中，仅在向上磁力的作用和电场驱动下自主完成三维运动，无需人为帮助。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的结构示意图；
图中：10、三维通道，12、第一电极，14、第二电极，16、电解液，17、电源，18、磁性液态金属，20、磁铁，22、支撑件，24、第一水平段，26、倾斜段，28、第二水平段。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种实现磁性液态金属三维运动的装置，包括三维通道10、第一电极12、第二电极14以及设于三维通道10内的电解液16，第一电极12的一端、第二电极14的一端均与电解液16相接触，第一电极12的另一端、第二电极14的另一端分别与电源17的正极、负极相连接，磁性液态金属18设于电解液16中，磁性液态金属18的上方设置有至少一个磁铁20。另外，根据磁性液态金属18的磁性和三维通道10的长度来设定磁铁20的数量、磁铁20的磁性强弱、磁铁20与磁性液态金属18的距离以及相邻磁铁20之间的距离，便于适用不同的场景，实现磁性液态金属18自主完成三维方向上的运动。
本发明优选三维通道10内设置有支撑件22，至少一个磁铁20安装在支撑件22上，支撑件22的设置用于安装磁铁20，避免磁铁20的掉落，磁铁20可以通过黏贴剂稳固在支撑件22上，或者在支撑件22上设置卡槽将磁铁20放入卡槽内。
本发明优选三维通道10的底部包括依次相连通的第一水平段24、倾斜段26和第二水平段28，倾斜段26向上倾斜设置，倾斜段26的倾斜角度能够达到90°，倾斜段26的数量并不局限于一个，也可以为两个或多个。
本发明优选三维通道10采用亚克力，但并不局限于亚克力，也可以为玻璃或PDMS材质制成。
本发明优选第一电极12和第二电极14均为石墨棒，但并不局限于石墨棒，也可以为铜棒。
本发明优选电解液16为氢氧化钠溶液，但并不局限于氢氧化钠溶液，也可以为盐酸溶液。具体的，氢氧化钠溶液为0.5mol/L。
本发明优选磁铁20为永磁铁，但并不局限于永磁铁，也可以为电磁铁。
本发明优选电源17为直流电源。具体的，电源17为5-25V。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (3)
1.一种实现磁性液态金属三维运动的装置，其特征在于：包括三维通道、第一电极、第二电极以及设于所述三维通道内的电解液，所述第一电极的一端、第二电极的一端均与所述电解液相接触，所述第一电极的另一端、第二电极的另一端分别与电源的正极、负极相连接，所述磁性液态金属设于所述电解液中，所述磁性液态金属的上方设置有至少一个磁铁；所述三维通道内设置有支撑件，所述至少一个磁铁安装在所述支撑件上；所述三维通道的底部包括依次相连通的第一水平段、倾斜段和第二水平段，所述倾斜段向上倾斜设置；所述三维通道采用亚克力、玻璃或PDMS材质制成；所述磁铁为永磁铁或电磁铁；所述电源为直流电源；所述电源为5-25V。
2.根据权利要求1所述的实现磁性液态金属三维运动的装置，其特征在于：所述第一电极和第二电极均为石墨棒或铜棒。
3.根据权利要求1所述的实现磁性液态金属三维运动的装置，其特征在于：所述电解液为氢氧化钠溶液或盐酸溶液。
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