CN110869883B - 柔性磁致动器 - Google Patents

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Abstract

示例磁致动器包括第一柔性磁性层和第二柔性磁性层以及控制电路。第一柔性磁性层被配置成支撑第一磁偶极子。被布置成与第一柔性磁性层可滑动地接触的第二柔性磁性层被配置成支撑第二磁偶极子。控制电路被配置成可控地形成至少第一磁偶极子，并由此修改第一柔性磁性层和第二柔性磁性层之间的相互作用力。

Description

柔性磁致动器
背景
现有的虚拟现实(VR)或混合现实(MR)全息系统可以使用户沉浸在令人信服的替代现实中，其中虚拟对象的视觉和听觉方面被以逼真的方式表示。
概述
公开了涉及包括第一柔性磁性层和第二柔性磁性层以及控制电路的磁致动器的示例。第一柔性磁性层被配置成支撑第一磁偶极子。被布置成与第一柔性磁性层可滑动地接触的第二柔性磁性层被配置成支撑第二磁偶极子。控制电路被配置成可控地形成至少第一磁偶极子，并由此修改在第一柔性磁性层和第二柔性磁性层之间的相互作用力。
提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的概念的选集。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中提及的任何或所有缺点的实现。
附图简述
图1示出了包括身体移动约束设备的示例显示系统的各方面。
图2和图3示出了身体移动约束设备的示例磁致动器的各方面。
图4和图5示出了示例磁致动器的相对的第一磁性层和第二磁性层的各方面。
图6示出了另一示例磁致动器的相对的第一磁性层和第二磁性层的各方面。
图7示出了磁致动器的示例磁性层的各方面。
图8和9示出了磁致动器的示例磁性织物层的各方面。
图10示出了磁性织物层的示例磁性经纱纤维的各方面。
图11和12示出了磁致动器的其他示例电磁织物层的各方面。
图13、14和15示出了磁致动器的示例电永磁织物层的各方面。
详细描述
通过示例并且参考上面列出的附图来呈现本公开。在一幅或多幅附图中可能基本上相同的组件、过程步骤和其他元素将被协调地标识，并以最少的重复进行描述。然而，应当指出，被协调地标识的元件也可能在一定程度上有所不同。应当进一步指出，附图是示意性的并且通常不按比例绘制。相反，附图中所示的各种绘图比例、纵横比和组件数量可能被蓄意失真以使得更容易看到某些特征或关系。
公开了涉及用于选择性地约束移动的磁致动的移动约束设备的示例。所公开的示例可以在混合现实和虚拟现实显示系统和环境中被使用，并且还可以被用来控制或约束在许多其他应用领域中的移动。
图1示出了被配置成向用户12呈现栩栩如生的混合现实的示例混合现实系统10的各方面。所解说的系统可被用于玩游戏和许多其他活动。混合现实系统10包括头戴式设备(headset)14和触觉设备16。头戴式设备包括被配置成在用户的视场中显示虚拟影像的立体近眼显示器18。在一些示例中，近眼显示器是透视显示器，其允许真实世界和虚拟影像被混合在用户的视场中。在其他示例中，近眼显示器是不透明的，从而提供完全沉浸式虚拟现实。在头戴式设备14中，对虚拟显示影像进行编码的电子信号经由板上(on-board)计算机20被发送到近眼显示器。板上计算机包括至少一个处理器22和相关联的电子存储器设备24。
利用被布置在头戴式设备14中的通信部件，板上计算机20可以被通信地耦合到网络上的一个或多个板外(off-board)计算机。因而，在一些示例中，用户12看到的虚拟显示影像可以由板外计算机合成和/或渲染。在其他示例中，虚拟显示影像可以被板外地合成和渲染。头戴式设备14包括使得用户12能够体验沉浸式音频的立体声扬声器26。
尽管现有的混合现实和虚拟现实显示系统可以为用户提供沉浸式视觉和听觉体验，但是它们可能无法提供令人满意的触觉体验，其中虚拟对象感觉上像是它们所代表的真实对象。相应地，混合现实系统10的触觉设备16被配置成通过响应于与虚拟环境的用户交互提供栩栩如生的接触感来进一步增强用户体验。具体而言，触觉设备可以被配置成响应于检测到用户的身体与被投影到用户视场中的虚拟显示对象之间的“接触”来提供机械的、有阻力的接触感。例如，每当用户12的手与虚拟显示对象28相交，机械的、有阻力的接触感便可以被提供。
触觉设备16可以任选地包括皮肤压力(skin-pressure)模拟部分30A。皮肤压力模拟部分被配置成在与虚拟显示对象接触的附近向用户的皮肤施加模拟触摸的压力。皮肤压力模拟部分可以包括致动器，该致动器被配置成在与皮肤表面成法向的方向上施加压力。皮肤压力模拟部分可以包括例如压电或音圈型致动器。为了确定何时施加压力，皮肤压力模拟部分被通信地耦合至混合现实系统10的一个或多个计算机，诸如头戴式设备14的板上计算机20。计算机可以被配置成主控虚拟环境的模型，并且利用该模型的真实世界坐标来跟踪用户的手的位置。当手和固体虚拟对象之间的接触被指示时，致动器被赋能并且压力被施加到皮肤。当接触不再被指示时，致动器被去能。相应地，皮肤压力模拟部分可以被配置成依据与虚拟对象的接触来给出静态而非动态的致动。
虽然皮肤压力模拟部分30A可以模拟虚拟对象在用户的皮肤上的触摸感，但是仅此方面可能不能提供令人满意的接触感，因为其无法再现对象接触在用户的骨骼关节上的阻力效果。相比之下，与实际的固体对象的接触将导致对试图通过物体的移动的运动学阻力的感受，该感受将在关节处被感觉到。例如，手指关节当试图使手指移动通过固体对象时将经历来自该对象的反作用力－“反作用”应在牛顿第三定律的上下文中被理解。
为了模拟反作用力，触觉设备16包括至少一个身体移动约束部分32，该至少一个身体移动约束部分32包括磁致动器。在图1所示的示例中，第一身体移动约束部分32A被布置在戴在用户12的手上的手套中，并且第二身体移动约束部分32B被布置在戴在手臂周围的袖套中。支撑身体移动约束部分的袖套可以替代地或附加地被穿戴在腿或其他身体部位上。在各种实现中，身体移动约束部分32可以与皮肤压力模拟部分30一起使用或者不一起使用。
图2示出了身体移动约束部分32A的磁致动器34的各方面。磁致动器被配置成改变相对于彼此能平移地移动的两个磁性层36之间的相互作用力。在图2的示例中，第一磁性层36A在骨骼肌关节38的第一侧上被耦合至皮肤，并且第二磁性层36B与第一磁性层36A以滑动关系耦合。第一磁性层和第二磁性层的每一者可以被固定到用户的皮肤，或者被以其他方式紧密地耦合到身体的有关节(articulable)的区域。不同于图2的配置也被设想。例如，身体移动约束部分可以采取围绕手指的管的形式，该管变得更坚硬以约束移动。在又一示例中，相对的磁性层可以被布置为中世纪风格的盔甲手套上的交叠的鳞(scale)。
图3示出了在一个示例中的磁致动器34的更多细节，其中第一磁性层36A被布置成与第二磁性层36B可滑动地接触。第一磁性层和第二磁性层的每一者被配置成支撑多个磁偶极子40－即，第一磁性层的磁偶极子40A和第二磁性层的磁偶极子40B。在附图中，每个磁偶极子的方向由北向南指向的箭头指示。磁致动器还包括控制电路42，该控制电路42被配置成可控地形成或重定向至少第一磁性层的磁偶极子，并由此修改第一磁性层和第二磁性层之间的相互作用力。在所解说的示例中，第一磁性层36A和第二磁性层36B经由引导件44被保持紧密接触，该引导件44允许各层相对于彼此滑动。在其他示例中，用于使各层保持处于足够紧密的接触的任何其他合适的结构可以被使用。同样，虽然图3的磁性层被示为耦合至支撑结构37A和37B，但是在其他示例中，磁性层可以是自支撑的(self-supporting)。
如上所述，第一磁性层36A和第二磁性层36B之间的相互作用力可以在适当的条件下存在。相互作用力的量值和方向可以取决于第一磁性层和第二磁性层的磁偶极子的取向，以使得对磁偶极子重定向具有修改力的效果－例如，减小或增加力的量值和/或改变力的方向。
可存在于第一磁性层和第二磁性层之间的一种相互作用力是摩擦力－在其中第一磁性层或第二磁性层被配置成抵靠另一磁性层滑动的配置中的滑动摩擦，以及在其中第一磁性层或第二磁性层被配置成抵靠另一磁性层旋转的配置中的扭转摩擦。摩擦力与使第一磁性层和第二磁性层抵靠彼此偏置的法向力成比例。法向力可受第一磁性层和第二磁性层的磁偶极子的取向的影响。在图4所示的两对相对的磁性层36中，布置了磁偶极子以便增加法向力(相对于其中磁偶极子不存在的状态)，这进而增加了摩擦力。在图4和图5的每一者中的两对相对的磁性层中使用相同的部件编号，以表明虽然所描绘的偶极子方向是不同的，但是这些层是相同的。在图5所示的两对相对的磁性层36中，磁偶极子被布置成以便减小法向力，这进而减小了摩擦力。
在其中法向力被减小到第一磁性层和第二磁性层不再彼此接触的程度的配置中，这两个磁性层之间的摩擦力大大地消失，但是在这两个磁性层之间的相互作用的排斥力可能存在。在一些配置中，相互作用的排斥力可使第一磁性层和/或第二磁性层抵靠毗邻的静态结构偏置，从而使该层经受另一摩擦力。
在一些配置中，第一磁性层和第二磁性层的磁偶极子40的相对取向可以提供各层之间的相互作用的扭转力。相互作用的扭转力可以使得致使第一磁性层和第二磁性层反向旋转(counterrotate)。针对图6的磁致动器634示出了该示例。
如上面提到的，磁致动器34包括至少一对相对的磁性层36。在下面的描述中，将首先描述各个个体磁性层的每一者的诸方面；接着，将介绍将这些层组合成起作用的磁致动器的各种模式。
在本公开的上下文中，磁性层36可以是电磁层、永磁层或电永(electropermanent)磁层。图7示意性地示出了具有多个离散的磁域(在46处示意性地示出)的永磁层或电永磁层736。在一些实施例中，永磁层或电永磁层的磁偶极子40被包含在磁域内并在其中相互对准。各个磁域的磁偶极子可以被定向在任何方向上，并且可以在存在外部磁场的情况下被重定向。材料的固有矫顽力是确定重定向该材料的磁偶极子所需的外部磁场的量值的参数。一般而言，取决于诸条件，不同磁域的磁偶极子可以被平行地定向，或者可以被不同地定向。
在一些实施例中，磁致动器34的第一磁性层36A和第二磁性层36B中的一者或两者可以是磁性织物层。本文中设想了电磁、永磁、和电永磁织物层。在永磁织物层和电永磁织物层中，各个磁域和所包括的磁偶极子被布置在柔性基板(例如，织物或纺织品)内。在一些示例中，这样的织物可以包括机织线或纤维。在其他示例中，织物可以是非机织的，如纸或毡制品。在另一些其他示例中，非纺织材料可以被使用，诸如聚合物片材(包括弹性体片材)。如在图8中示意性地示出的，在一些示例中，磁性织物层836的磁域46可以被布置在分布在磁性织物层内、在非磁性经纱纤维50和非磁性纬纱纤维52的外部的颗粒48内。在其他示例中，磁域可被包括在磁性经纱纤维54内，如针对图9的磁性织物层936所示出的。替代地或附加地，磁域可以被包括在磁性纬纱纤维内。将理解的是，在一些示例中，磁性织物层可以包括其中分布有较少数目的磁性纤维的大量非磁性经纱和纬线纤维(例如，线或纱线纤维)。
(作为磁致动器34的第一磁性层36A或第二磁性层36B的)磁性织物层可以按具有永磁偶极子的永磁织物层的形式来被配置。在该类型的磁性层中，各个磁域的磁偶极子并不旨在在磁致动器的使用期间改变取向。在图10的磁性织物层1036的示例中，具有被不同地定向的永磁偶极子的一系列磁性经纱纤维54被按哈尔巴赫(Halbach)阵列的形式布置。在哈尔巴赫阵列中，较大的磁通密度被偏置朝向一系列磁性元件(在该情形中为经纱纤维54)的一侧。在图10所解说的配置中，较大的磁通密度在图纸的平面上方，而图纸下方的区域支持相对小的磁通密度。在磁致动器34中，支持较大通量密度的一侧可以指向相对的磁性层，即可以最大化在第一磁性层和第二磁性层之间的相互作用力的布置。在该实施例和其他实施例中，包括永磁织物层或电永磁织物层的各个个体磁性纤维可以在合并到织物磁性层中之前或之后被磁化，如由制造的容易度所确定。
为了能够选择性地控制各磁性层之间的摩擦力，(作为磁致动器34的第一磁性层36A和/或第二磁性层36B的)磁性层可以按电磁织物层的形式来被配置，如图11和图12所示。在这种类型的层中，绕组58承载电流并且支持在绕组的内部和外部的感生磁偶极子和磁场。绕组例如可以是实心或绞合的铜(或其他合适的金属)线。一般而言，感生磁场能分解成一个或多个感生磁偶极子，该一个或多个感生磁偶极子在电流被移除时消失。图11示出了电磁织物层1136，该电磁织物层1136具有在编织的纬纱方向上延伸的环绕电磁织物层的环形绕组58。图12示出了电磁织物层1236，该电磁织物层1236具有被布置在编织的经纱方向上的跨电磁织物层螺旋地延伸的刺绣绕组58’。
图11和12的绕组58可以可操作地耦合至控制电路42(简要地回头参考图4)，该控制电路42控制流过绕组的电流的量值和方向。如上面提到的，电流在绕组内和绕组周围感应出磁偶极子和磁场。在磁致动器34的一些变体中，感生磁偶极子可以被直接用来控制与相对的磁性层的相互作用的力，该相对的磁性层可以是另一电磁织物层、永(例如，哈尔巴赫)磁织物层、或电永磁织物层(参加下文)。
(作为磁致动器34的第一磁性层36A和/或第二磁性层36B的)磁性织物层还可以按电永磁阵列的形式来被配置，如图13所示。具有较高固有矫顽力的经纱磁性纤维54和具有较低固有矫顽力的经纱磁性纤维54’在电永磁织物层1336的经纱方向上延伸。在纬纱方向上，铁磁分路(ferromagnetic shunt)纤维60和绕组58横向于两种经纱纤维延伸。在一些实施例中，较高矫顽力的磁性纤维包括钕铁硼(NdFeB，1120kA/m)，较低矫顽力的纤维包括铝镍钴(AlNiCo，50kA/m)，并且铁磁分路纤维包括软铁。绕组可例如与上面描述的且在图11中解说的相同。电永织物层包括被布置在经纱磁性纤维54’的磁域中的多个可切换磁偶极子40S和被布置在经纱磁性纤维54的磁域中的多个非可切换磁偶极子40N。可切换和非可切换磁偶极子可以在适当的条件下在磁分路纤维60中感应出交感(sympathetic)磁偶极子(参见下文)。
在图13所示的关闭(OFF)状态下，磁偶极子40S和40N被平行地对准，以使得在磁分路纤维中不存在交感磁偶极子。电永磁织物层1336的绕组58被配置成在电流通过绕组的时候在电永磁织物层中形成感生磁场。为此，绕组可操作地耦合至控制电路，该控制电路控制流过绕组的电流的量值和方向。感生磁场可重定向较低矫顽力的磁性纤维的可切换磁偶极子40S，由此切换它们的极性。较高矫顽力的磁性纤维的磁偶极子相比较而言不受感生磁场影响。一旦可切换磁偶极子被重定向，它们便保持在该取向上，直到不同的(例如，相对的)磁偶极子经由绕组被感应出。以这种方式，第一磁性层和第二磁性层之间的相互作用力可以被修改。
图14示意性地示出了当电永磁阵列被打开(ON)时在毗邻的铁磁分路纤维60之间的磁偶极子和所得到的磁流62的取向。图15示出了电永磁织物层1536的示例，其中刺绣绕组58’被用来代替环形绕组58。
将理解的是，上面描述的各种磁性织物层可被以任何期望的方式组合以创建具有期望属性的磁致动器。在包括相对的第一磁性层和第二磁性层36的实施例中，第一磁性层36A可以是可控的，而第二磁性层36B则可以是非可控的。例如，可控的第一磁性层可包括电磁或电永磁织物层，而非可控的第二磁性层可包括永磁织物层。在其他实施例中，第一磁性层36A和第二磁性层36B两者都可以是可控的－例如，电磁或电永磁织物层。相应地，完全设想了以上实施例的所有组合和子组合。
为了确保磁致动器34在适当条件下改变相互作用力，控制电路42可以通信地耦合至显示系统10的一个或多个计算机，诸如头戴式设备14的板上计算机20。在以上进一步详述的非限制性身体约束实现中，用户的身体与虚拟或混合现实环境中的虚拟对象之间的接触可以参考由计算机主控的虚拟环境模型以及所跟踪的身体位置来被确定。
前述描述的任何方面均不应以限制性的意义来理解，因为也可以构想许多变体、扩展和省略。在一些示例中，磁致动器形式的身体移动约束部分可被用于医学应用，而非用于虚拟或混合现实应用。可控的身体移动约束对于正从骨骼肌损伤(诸如背部/膝盖损伤)或脑部损伤(诸如中风)康复的患者而言可以是有用的。在其他示例中，身体移动约束部分可被用作有效抑制，以用于对与自闭症、精神疾病或急性药物滥用相关联的癫痫或潜在危险的身体移动的管理。
磁致动器形式的身体移动约束部分也可以顺从各种工业安全应用。在一个示例中，机器视觉或其他环境感测部件可被用来评估人员是否靠近潜在危险的机器。穿戴可操作地耦合至环境感测部件的合适的身体移动约束部分的人员可被保护免于过分靠近机器，从而将手或手指伸入切割设备中等等。在其他示例中，由工人穿戴的身体移动约束部分可以被配置成用于骨骼劳损缓解。当工人正搬运重物时，身体移动约束部分可锁定就位，从而提供对运动的附加阻力并且减轻对工人的手指、手腕、手臂、腿和其他骨骼关节的应力。
在还有一些其他示例中，如上面描述的磁致动器可被用于各种机电应用，诸如用于蜂窝电话或膝上型计算机的闭合闩锁。磁致动器可被用来为伺服机械(例如，机器人、软机器人和/或球形接头)致动器提供正制动。同样设想了采用相对的磁性织物或其他柔性磁性层的各种其他磁致动器实现。
附加地，本文中所描述的一些磁致动器示例也可被用作传感器，因为在相对的磁性层之间的相对运动可以在其中所包括的任何绕组中感应出电动势(EMF)。如此，本文中所描述的结构既可被用来提供对运动的可控阻力，又可被用来提供关于相对运动的速率的传感器输出。在一个示例中，对跨绕组的电压或通过绕组的电流的测量可以提供对相对运动的速率的指示。
如上面提到的，本文中所描述的方法和过程可以与一个或多个计算设备的计算机系统绑定。具体而言，此类方法和过程可被实现为计算机系统应用程序或服务、应用编程接口(API)、库、和/或其他计算机系统程序产品。
再次参考图1，计算机系统20可以被配置成实施上面描述的方法和过程。例如，计算机系统20包括处理器22和电子存储机24。计算机系统20包括显示子系统、输入子系统、通信子系统，并且可以包括图1中未示出的其他组件。
处理器22包括被配置成执行指令的一个或多个物理设备。例如，处理器可以被配置成执行指令，这些指令是一个或多个应用、服务、程序、例程、库、对象、组件、数据结构或其他逻辑构造的一部分。此类指令可被实现以执行任务、实现数据类型、变换一个或多个组件的状态、实现技术效果、或以其他方式得到期望的结果。
处理器22可以是被配置成执行软件指令的多个处理器之一。附加地或替代地，处理器可以包括被配置成执行硬件或固件指令的一个或多个硬件或固件逻辑机。计算机系统20的处理器可以是单核的或多核的，并且其上所执行的指令可以被配置成用于串行、并行和/或分布式处理。计算机系统的各个个体组件可任选地分布在两个或更多个分开的设备之间，这些设备可位于远程和/或被配置成用于协同处理。计算机系统的各方面可以由按云计算配置进行配置的可远程访问的联网计算设备来虚拟化和执行。
电子存储机24包括一个或多个物理设备，该一个或多个物理设备被配置成保存能由处理器22执行以实现本文中所描述的方法和过程的指令。当这些方法和过程被实现时，电子存储机24的状态可以被变换－例如，以保持不同数据。
电子存储机24可包括可移动和/或内置设备。电子存储机24可包括半导体存储器(例如，RAM、EPROM、EEPROM等)、和/或磁存储器(例如，硬盘驱动器、软盘驱动器、带驱动器、MRAM等)等等。电子存储机24可包括易失性、非易失性、动态、静态、读/写、只读、随机存取、顺序存取、位置可寻址、文件可寻址、和/或内容可寻址设备。
将理解，电子存储机24包括一个或多个物理设备。然而，本文中所描述的指令的各方面可替代地通过不被物理设备保持达有限历时的通信介质(例如，电磁信号、光信号等)来传播。
处理器22和电子存储机24的各方面可被一起集成到一个或多个硬件逻辑组件中。此类硬件逻辑组件可包括例如现场可编程门阵列(FPGA)、程序和应用专用集成电路(PASIC/ASIC)、程序和应用专用标准产品(PSSP/ASSP)、片上系统(SOC)，以及复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
术语“模块”、“程序”和“引擎”可被用来描述计算机系统20的被实现为执行特定功能的一方面。在一些情形中，模块、程序或引擎可以经由执行由电子存储机22保持的指令的处理器24来实例化。应当理解，可以从同一应用、服务、代码块、对象、库、例程、API、函数等实例化不同的模块、程序、和/或引擎。同样，相同的模块、程序、和/或引擎可通过不同的应用、服务、代码块、对象、例程、API、函数等来实例化。术语“模块”、“程序”和“引擎”可涵盖个体或成组的可执行文件、数据文件、库、驱动程序、脚本、数据库记录等。
将理解，如本文中所使用的“服务”是能跨多个用户会话执行的应用程序。服务可用于一个或多个系统组件、程序、和/或其他服务。在一些实现中，服务可以在一个或多个服务器计算设备上运行。
显示子系统可被用来呈现由电子存储机24保持的数据的视觉表示。该视觉表示可采取图形用户界面(GUI)的形式。由于本文中所描述的方法和过程改变了由存储机保持的数据并因而变换了存储机的状态，因此显示子系统的状态可同样被变换以视觉地表示底层数据中的改变。显示子系统可包括利用几乎任何类型的技术的一个或多个近眼显示设备。此类近眼显示设备可以与处理器22和/或电子存储机604一起组合在共享封装中，或者此类近眼显示设备可以是外围近眼显示设备。
输入子系统可包括或对接于一个或多个用户输入设备，诸如键盘、鼠标、触摸屏或游戏控制器。在一些实施例中，输入子系统可包括所选择的自然用户输入(NUI)部件或者与上述自然用户输入(NUI)部件相对接。此类部件可以是集成的或外围的，并且输入动作的换能和/或处理可以在板上或板外被处置。示例NUI部件可以包括用于语音和/或话音识别的话筒；用于机器视觉和/或姿势识别的红外、彩色、立体和/或深度相机；以及用于运动检测和/或意图识别的头部跟踪器、眼部跟踪器、加速度计、和/或陀螺仪。
通信子系统可被配置成将计算机系统20与一个或多个其他计算设备可通信地耦合。通信子系统可包括与一个或多个不同的通信协议相兼容的有线和/或无线通信设备。作为非限制性示例，通信子系统可被配置成用于经由无线电话网络、或者有线或无线局域网或广域网进行通信。在一些实施例中，通信子系统可允许计算机系统20经由网络(诸如互联网)将消息发送至其他设备以及/或者从其他设备接收消息。
另一示例提供了一种磁致动器，该磁致动器包括被配置成支撑第一磁偶极子的第一柔性磁性层；被布置成与第一柔性磁性层可滑动地接触的第二柔性磁性层，该第二柔性磁性层被配置成支撑第二磁偶极子；以及控制电路，该控制电路被配置成控制至少第一磁偶极子，并由此修改在第一柔性磁性层和第二柔性磁性层之间的相互作用力。
在一些实现中，第一柔性磁性层是具有电耦合至控制电路的绕组的电磁织物层，并且第一磁偶极子是电磁织物层的感生磁偶极子。在一些实现中，绕组环绕第一磁性织物层。在一些实现中，绕组跨第一磁性织物层螺旋地延伸。在一些实现中，第二柔性磁性层是永久柔性磁性层，并且第二磁偶极子是永久柔性磁性层的永磁偶极子。在一些实现中，永磁偶极子被布置在第二柔性磁性层的纤维中。在一些实现中，永磁偶极子是哈尔巴赫阵列的元件。在一些实现中，第一磁偶极子是电永磁阵列的元件。在一些实现中，第一柔性磁性层包括绕组，该绕组电耦合至控制电路并且被配置成在电流通过绕组的时候在第一柔性磁性层中形成感生磁场。在一些实现中，第一磁偶极子由感生磁场来重定向。在一些实现中，第一磁偶极子被布置在第一柔性磁性层的较低矫顽力的磁性纤维中，第一柔性磁性层还包括在与较低矫顽力的磁性纤维相同的方向上延伸的较高矫顽力的磁性纤维。在一些实现中，较高矫顽力的磁性纤维包括钕铁硼，而较低矫顽力的纤维包括铝镍钴。在一些实现中，第一柔性磁性层包括被定向成横向于较低矫顽力的纤维和较高矫顽力的纤维的铁磁分路纤维。在一些实现中，铁磁分路纤维包括铁。
另一示例提供了一种磁致动器，该磁致动器包括被配置成支撑感生磁偶极子的电磁织物层，该电磁织物层包括绕组，该绕组被配置成在电流通过绕组的时候形成感生磁偶极子；被布置成与电磁织物层可滑动地接触的永磁织物层，该永磁织物层被配置成支撑永磁偶极子；以及控制电路，该控制电路电耦合至绕组并且被配置成控制流过绕组的电流。
在一些实现中，永磁偶极子是哈尔巴赫阵列的元件。在一些实现中，绕组环绕电磁织物层或跨电磁织物层螺旋地延伸。
另一示例提供了一种磁致动器，该磁致动器包括被配置成支撑第一永磁偶极子的电永磁织物层，该电永磁织物层包括绕组，该绕组被配置成在电流通过绕组的时候形成瞬态磁偶极子；被布置成与电永磁织物层可滑动地接触的永磁织物层，该永磁织物层被配置成支撑第二永磁偶极子；以及控制电路，该控制电路电耦合至绕组并且被配置成控制流过绕组的电流。
在一些实现中，第一永磁偶极子被布置在电永磁织物层的较低矫顽力的磁性纤维中，电永磁织物层还包括平行于较低矫顽力的纤维布置的较高矫顽力的磁性纤维，并且电永磁织物层包括被定向成横向于较低矫顽力的纤维和较高矫顽力的纤维的磁分路纤维。在一些实现中，绕组环绕电永磁织物层或跨电永磁织物层螺旋地延伸。
应当理解，本文中所描述的配置和/或办法本质上是示例性的，并且这些具体实施例或示例不应被视为具有限制意义，因为许多变体是可能的。本文中所描述的具体例程或方法可表示任何数目的处理策略中的一个或多个。由此，所解说和/或所描述的各种动作可以以所解说和/或所描述的顺序执行、以其他顺序执行、并行地执行，或者被省略。同样，以上所描述的过程的次序可被改变。
本公开的主题包括各种过程、系统和配置以及此处公开的其他特征、功能、动作和/或属性、以及它们的任一和全部等价物的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

Claims (20)

1.一种磁致动器，包括：
被配置成支撑第一磁偶极子的第一柔性磁性层；
被布置成与所述第一柔性磁性层可滑动地接触的第二柔性磁性层，所述第二柔性磁性层被配置成支撑第二磁偶极子；以及
控制电路，所述控制电路被配置成可控地形成或重定向至少所述第一磁偶极子，并由此修改所述第一柔性磁性层和所述第二柔性磁性层之间的相互作用力。
2.根据权利要求1所述的磁致动器，其特征在于，所述第一柔性磁性层是具有电耦合至所述控制电路的绕组的电磁织物层，并且所述第一磁偶极子是所述电磁织物层的感生磁偶极子。
3.根据权利要求2所述的磁致动器，其特征在于，所述绕组环绕所述第一磁性织物层。
4.根据权利要求2所述的磁致动器，其特征在于，所述绕组跨所述第一磁性织物层螺旋地延伸。
5.根据权利要求1所述的磁致动器，其特征在于，所述第二柔性磁性层是永久柔性磁性层，并且所述第二磁偶极子是所述永久柔性磁性层的永磁偶极子。
6.根据权利要求5所述的磁致动器，其特征在于，所述永磁偶极子被布置在所述第二柔性磁性层的纤维中。
7.根据权利要求5所述的磁致动器，其特征在于，所述永磁偶极子是哈尔巴赫阵列的元件。
8.根据权利要求1所述的磁致动器，其特征在于，所述第一磁偶极子是电永磁阵列的元件。
9.根据权利要求8所述的磁致动器，其特征在于，所述第一柔性磁性层包括绕组，所述绕组电耦合至所述控制电路并且被配置成在电流通过所述绕组的时候在所述第一柔性磁性层中形成感生磁场。
10.根据权利要求9所述的磁致动器，其特征在于，所述第一磁偶极子由所述感生磁场来重定向。
11.根据权利要求8所述的磁致动器，其特征在于，所述第一磁偶极子被布置在所述第一柔性磁性层的较低矫顽力的磁性纤维中，所述第一柔性磁性层还包括在与所述较低矫顽力的磁性纤维相同的方向上延伸的较高矫顽力的磁性纤维。
12.根据权利要求11所述的磁致动器，其特征在于，所述较高矫顽力的磁性纤维包括钕铁硼，而所述较低矫顽力的纤维包括铝镍钴。
13.根据权利要求11所述的磁致动器，其特征在于，所述第一柔性磁性层包括被定向成横向于所述较低矫顽力的纤维和所述较高矫顽力的纤维的铁磁分路纤维。
14.根据权利要求13所述的磁致动器，其特征在于，所述铁磁分路纤维包括铁。
15.一种磁致动器，包括：
被配置成支撑感生磁偶极子的电磁织物层，所述电磁织物层包括绕组，所述绕组被配置成在电流通过所述绕组的时候形成所述感生磁偶极子；
被布置成与所述电磁织物层可滑动地接触的永磁织物层，所述永磁织物层被配置成支撑永磁偶极子；以及
控制电路，所述控制电路电耦合至所述绕组并且被配置成控制流过所述绕组的所述电流的量值和方向。
16.根据权利要求15所述的磁致动器，其特征在于，所述永磁偶极子是哈尔巴赫阵列的元件。
17.根据权利要求15所述的磁致动器，其特征在于，所述绕组环绕所述电磁织物层或跨所述电磁织物层螺旋地延伸。
18.一种磁致动器，包括：
被配置成支撑第一永磁偶极子的电永磁织物层，所述电永磁织物层包括绕组，所述绕组被配置成在电流通过所述绕组的时候形成瞬态磁偶极子；
被布置成与所述电永磁织物层可滑动地接触的永磁织物层，所述永磁织物层被配置成支撑第二永磁偶极子；以及
控制电路，所述控制电路电耦合至所述绕组并且被配置成控制通过所述绕组的所述电流的量值和方向。
19.根据权利要求18所述的磁致动器，其特征在于，所述第一永磁偶极子被布置在所述电永磁织物层的较低矫顽力的磁性纤维中，所述电永磁织物层还包括平行于所述较低矫顽力的纤维布置的较高矫顽力的磁性纤维，并且所述电永磁织物层包括被定向成横向于所述较低矫顽力的纤维和所述较高矫顽力的纤维的磁分路纤维。
20.根据权利要求18所述的磁致动器，其特征在于，所述绕组环绕所述电永磁织物层或跨所述电永磁织物层螺旋地延伸。
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