CN114147910B - 双稳态磁致驱动器及其制备方法、疲劳试验装置及潜行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双稳态磁致驱动器及其制备方法、疲劳试验装置及潜行器，所述双稳态磁致驱动器的制备方法包括以下步骤：通过注塑成型的方式成型一柔性前驱片，所述柔性前驱片包括柔性形变部和位于所述柔性形变部的外围的柔性外围部，其中，所述柔性形变部的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物；以及，采用有机溶剂萃取所述有机液体的方式使所述柔性外围部收缩，以使得所述柔性形变部朝一侧拱起形变。制备过程简单，节约成本低。

Description

双稳态磁致驱动器及其制备方法、疲劳试验装置及潜行器

技术领域

本发明涉及柔性驱动技术领域，具体涉及一种双稳态磁致驱动器及其制备方法、疲劳试验装置及潜行器。

背景技术

柔性驱动器是指能够在光、压力、热、磁场、电、液体等刺激下变形的智能材料或结构。柔性驱动器在人造肌肉、抓取器、仿生鱼等领域中有着广泛的应用。

双稳态结构是一种特殊的力学结构。双稳态具有两个稳定的、势能最小的状态。在外界激励下，双稳态结构能够在两个稳定结构之间进行拓扑转换。

双稳态拱形结构用硅胶浇筑而成，硅胶材料复制了拱形模具的形状，具备两个稳定的构型，在硅胶原料中掺入磁吸颗粒，使得双稳态拱形结构能够在永磁铁的磁场下受到吸引并能切换构型：从一个稳态跳转到另一个稳态，并且可以跳回原来的稳态，然而拱形结构通过浇筑的方式制备，制作方法复杂并且挠度不可调。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种双稳态磁致驱动器及其制备方法、疲劳试验装置及潜行器，旨在解决现有双稳态磁致驱动器制作方法复杂且挠度不可以调整的问题，同时实现驱动方式智能化。

为实现上述目的，本发明提出的一种双稳态磁致驱动器的制备方法，包括以下步骤：

通过注塑成型的方式成型一柔性前驱片，所述柔性前驱片包括柔性形变部和位于所述柔性形变部的外围的柔性外围部，其中，所述柔性形变部的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物；以及，

采用有机溶剂萃取所述有机液体的方式使所述柔性外围部收缩，以使得所述柔性形变部朝一侧拱起形变。

可选地，通过注塑成型的方式成型一柔性前驱片，所述柔性前驱片包括柔性形变部和位于所述柔性形变部的外围的柔性外围部，其中，所述柔性形变部的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物的步骤，包括：

提供一第一注塑模具，所述第一注塑模具中形成有第一型腔；

将熔融状态的第一材料置于所述第一型腔中注塑成型柔性形变部，所述第一材料包括磁性颗粒以及聚合物；

提供一第二注塑模具，所述第二注塑模具中形成有第二型腔；

将所述柔性形变部置于所述第二型腔中，以使得所述第二型腔中形成有位于所述柔性形变部外围的环形型槽，将熔融状态的第二材料置于所述环形型槽中注塑成型柔性外围部，所述第二材料包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物。

可选地，所述第一型腔和所述第二型腔均设置为圆形槽，且所述第一型腔的深度和所述第二型腔的深度相对应；

提供一第一注塑模具，所述第一注塑模具中形成有第一型腔的步骤，包括：

根据所要所述柔性形变部的拱起高度，选择有不同直径和深度的所述第一型腔的第一注塑模具；

提供一第二注塑模具，所述第二注塑模具中形成有第二型腔的步骤，包括：

根据所要所述柔性形变部的拱起高度，选择有不同直径的所述第一型腔的所述第一注塑模具和所述第二型腔的所述第二注塑模具。

可选地，通过注塑成型的方式成型一柔性前驱片，所述柔性前驱片包括柔性形变部和位于所述柔性形变部的外围的柔性外围部，其中，所述柔性形变部的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物的步骤，包括：

在所述柔性形变部固化之前，将柔性形变部置于一设定方向的磁场中，以使得所述柔性形变部中的所述磁性颗粒按照磁感线排列；

在所述柔性外围部固化之前，将柔性外围部置于一设定方向的磁场中，以使得所述柔性外围部中的所述磁性颗粒按照磁感线排列。

可选地，所述磁性颗粒包括铷铁硼磁粉、铝镍钴磁粉、硬铁氧体磁粉、钐钴磁粉和其他磁粉中的至少一种；和/或，

所述聚合物包括硅氧烷、聚倍半硅氧烷、聚碳硅氧烷、聚硅烷基碳二亚胺、聚硅倍半碳二亚胺、聚硅氮烷和聚硅倍半氮烷中的至少一种；和/或

所述有机液体包括硅油。

本发明提供一种双稳态磁致驱动器，包括：

柔性前驱片，所述柔性前驱片包括柔性形变部和位于所述柔性形变部的外围的柔性外围部；

其中，所述柔性形变部朝向一侧拱起。

可选地，所述柔性前驱片设置为圆形。

可选地，所述双稳态磁致驱动器还包括柔性固定件，所述柔性固定件用于将所述柔性前驱片固定至一设定位置，以在对所述柔性前驱片施加磁场时，切换磁场的磁感线的方向，使得所述柔性形变部自一侧拱起朝向另一侧拱起之间切换。

可选地，所述柔性固定件设定为柔性固定环，所述柔性固定环的内环与所述柔性前驱片适配；

所述柔性前驱片的周侧缘至少部分固定于所述柔性固定环。

本发明还提供一种疲劳试验装置，包括如上述的双稳态磁致驱动器；以及，

柔性电子器件，所述柔性电子器件的端部均连接于所述柔性前驱片上，形成所述柔性电子器件的原始状态；

其中，将所述柔性前驱片施加磁场并切换磁场方向，以使所述柔性电子器件在其端部朝向其中部折叠的折叠状态和所述原始状态下切换。

本发明还提供一种潜行器，包括磁场产生装置；以及如上述的双稳态磁致驱动器，所述双稳态磁致驱动器中的所述柔性前驱片置于所述磁场产生装置产生的磁场内；

其中，切换所述磁场产生装置产生磁场的方向，以使所述柔性前驱片自朝向一侧拱起至朝向另一侧拱起之间切换。

本发明的技术方案中，所述柔性前驱片包括柔性形变部和位于所述柔性形变部的外围的柔性外围部，所述柔性形变部的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物；通过注塑成型的方式成型一柔性前驱片，采用有机溶剂萃取所述有机液体的方式使所述柔性外围部收缩，以使得所述柔性形变部朝一侧拱起形变，形成稳定的、势能最小的状态，制备过程简单；并且此制备方法能够在制备过程中根据调整所述柔性形变部的尺寸和所述柔性外围部的尺寸调节所述柔性形变部凸起的高度，即调节所述柔性前驱片的挠度，节约制备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的双稳态磁致驱动器的一实施例的结构示意图；

图2为图1中的柔性外围部未收缩的结构示意图；

图3为图1中柔性前驱片被固定在其中一个稳定状态的结构示意图；

图4为图3中柔性前驱片被固定在另一个稳定状态的结构示意图；

图5为本发明提供的疲劳试验装置的一实施例的结构示意图；

图6为图5中所述柔性电路发生折叠的结构示意图；

图7为本发明提供的潜行器的一实施例；

图8为发明提供的双稳态磁致驱动器的制备方法的一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1000	疲劳试验装置	110	柔性电路
100	双稳态磁致驱动器	2000	潜行器
				1	柔性前驱片	210	磁场产生装置
11	柔性形变部	211	电磁铁
				12	柔性外围部	2111	通电线圈
2	柔性固定件	2112	铁芯
				21	柔性固定环

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

柔性驱动器是指能够在光、压力、热、磁场、电、液体等刺激下变形的智能材料或结构。柔性驱动器在人造肌肉、抓取器、仿生鱼等领域中有着广泛的应用。

双稳态结构是一种特殊的力学结构。双稳态具有两个稳定的、势能最小的状态。在外界激励下，双稳态结构能够在两个稳定结构之间进行拓扑转换。

双稳态拱形结构用硅胶浇筑而成，硅胶材料复制了拱形模具的形状，具备两个稳定的构型，在硅胶原料中掺入磁吸颗粒，使得双稳态拱形结构能够在永磁铁的磁场下受到吸引并能切换构型：从一个稳态跳转到另一个稳态，并且可以跳回原来的稳态，然而性拱形结构通过浇筑的方式制备，制作方法复杂并且挠度不可调。

鉴于此，本发明提供一种双稳态磁致驱动器，能够在磁场方向的转换下从一个稳定的势能最小的状态转换成另一个稳定的势能最小的状态，该驱动器结构简单、制备方便、成本低廉、响应迅速。

图1至图4为本发明提供的双稳态磁致驱动器一实施例，图5和图6为本发明提供的疲劳试验装置的一实施例，图7为本发明提供的潜行器的一实施例。

请参照图1和图2，所述双稳态磁致驱动器100包括柔性前驱片1，所述柔性前驱片1包括柔性形变部11和位于所述柔性形变部11的外围的柔性外围部12；其中，所述柔性形变部11朝向一侧拱起。

本发明的技术方案中，所述柔性前驱片1包括柔性形变部11和位于所述柔性形变部11的外围的柔性外围部12，所述柔性形变部11的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部12的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物；通过注塑成型的方式成型一柔性前驱片1，采用有机溶剂萃取所述有机液体的方式使所述柔性外围部12收缩，以使得所述柔性形变部11朝一侧拱起形变，形成稳定的、势能最小的状态，制备过程简单；并且此制备方法能够在制备过程中根据调整所述柔性形变部11的尺寸和所述柔性外围部的尺寸以调节所述柔性形变部11凸起的高度，即调节所述柔性前驱片1的挠度，节约制备成本。

在本申请中，不限制所述柔性前驱片1的形状，为了使所述双稳态磁致驱动器100能够更快速的响应并且简化所述柔性前驱片1的制备，在本实施例中，请继续参照图1和图2，所述柔性前驱片1设置为圆形；将所述柔性前驱片1设置为圆形，一方面是为了在制备的过程中，所述柔性外围部12收缩，因为圆的特性，所述柔性形变部11能更轻易的朝向一侧拱起；另一方面在改变作用于所述双稳态磁致驱动器100的磁场的方向，所述柔性形变部11能够更快速的从朝向一侧拱起转换成朝向另一侧拱起；如此设置，制备方法更加简单，性能更优。

在本实施例中，将所述柔性前驱片1朝向外侧拱起，且此时势能最小的状态设为稳定状态；为了将所述柔性前驱片1固定，使所述柔性前驱片能够更高效地在两个稳定状态之间切换，即使所述双稳态磁致驱动器100更快速的响应，所述双稳态磁致驱动器100还包括柔性固定件2，所述柔性固定件2用于将所述柔性前驱片1固定至一设定位置，从而能够在对所述柔性前驱片1施加磁场时，切换磁场的磁感线方向，所述柔性形变部11自一侧拱起朝向另一侧拱起之间切换，即所述柔性前驱片1能够在磁场的作用下从一个稳定状态切换成另一个稳定状态，方便所述柔性形变部11的使用的同时保证所述双稳态磁致驱动器100基本性能；并且采用柔性固定件2，因为柔性化的特性，从而能够将所述双稳态磁致驱动器100运用于柔性机器人的领域中，提高通用性。

具体地，在本实施例中，请参照图3和图4，所述柔性固定件2设置为柔性固定环21，所述柔性固定环21的内环与所述柔性前驱片1适配；将所述柔性前驱片1置于所述柔性固定环21内，将所述柔性前驱片1的周侧至少部分固定于所述柔性固定环21，从而将所述柔性前驱片1固定于所述柔性固定环21上；

本申请不限制所述柔性前驱片1与所述柔性固定环21的连接形式，只要是对所述柔性前驱片1施加磁场，所述柔性前驱片1能够从一个稳定状态切换成另一个稳定状态同时所述柔性前驱片1连接于所述柔性固定环21上就可以。

此外，本申请对所述柔性固定环21的形状不做限制，具体根据操作人员将所述双稳态磁致驱动器100安装在其他结构上使用而变化，与其他结构所适配，所述柔性固定环21的内环与所述柔性前驱片1适配，在其他实施例中，所述柔性固定环21的外环可以为方形也可以为圆形。

在其他实施例中，所述柔性固定件2还可以设置为柔性固定杆，所述柔性固定杆的一端用于与所述柔性前驱片1的中部相连接，从而将所述柔性前驱片1固定；即所述柔性前驱片1朝向一外侧拱起，此时所述柔性前驱片1具有相对的朝向一侧拱起的拱起侧面，以及与所述拱起侧面朝向同一侧凹陷的凹陷侧面，且所述柔性驱动杆的一端连接于拱起侧面或者凹陷侧面，在对所述柔性前驱片1施加磁场时，切换所述磁场的方向，以使固定于所述柔性前驱片1的朝向另一外侧拱起，以使原有的与所述柔性固定杆连接的拱起侧面转换成朝向另一侧凹陷的凹陷侧面，或者与所述柔性固定杆连接的凹陷侧面转换与朝向另一侧拱起的拱起侧面。如此设置，能够将所述柔性前驱片进行中心约束，提高所述柔性前驱片使用的多样化。

请参照图5和图6，本发明提供一种疲劳试验装置1000包括所述的双稳态磁致驱动器100，以及柔性电子器件；所述柔性电子器件的端部均连接于所述柔性前驱片1上，形成所述柔性电子器件的原始状态；其中，将所述柔性前驱片1施加磁场并切换磁场方向，以使所述柔性电子器件在其端部朝向其中部折叠的折叠状态和所述原始状态下切换，从而能够对所述柔性电子器件进行折叠，以进行折叠疲劳试验。

在一实施例中，所述柔性电子器件包括柔性电路110，此时双稳态磁致驱动器100被所述柔性固定环21固定，且处于稳定状态，也就是所述柔性前驱片1朝向外侧拱起，将所述柔性电路110的两端均连接到所述柔性前驱片1的内凹的侧面；对所述双稳态磁致驱动器100施加磁场，变换所述磁场的方向，所述柔性前驱片1从一个稳定状态切换至另一个稳定状态，从而所述柔性前驱片1内凹的侧面朝向外侧运动直至此侧面外凸，此时所述柔性电路110的两端的端部均朝向所述柔性电路110的中部折叠，也就是从原始状态至折叠状态；在再一次切换磁场方向之后，此时外凸的侧面又转换成内凹的侧面，所述柔性电路110又从所述折叠状态恢复成原始状态，如此往复循环，从而能够完成对所述柔性电路110的折叠疲劳试验，如此设置，试验过程简单，容易控制，试验成本低。

在另一实施例中，所述柔性电子器件包括六臂柔性电路110，所述六臂柔性电路110包括一个总端和从所述总端朝向外侧延伸的六个柔性电路110，所述六个所述柔性电路110的一端连接于所述总端，另一端均用于连接于所述柔性前驱片1的内凹的侧面；对所述双稳态磁致驱动器100施加磁场，变换所述磁场的方向，所述柔性前驱片1从一个稳定状态切换至另一个稳定状态，从而所述柔性前驱片1内凹的侧面朝向外侧运动直至此侧面外凸，此时所述六个柔性电路110的端部均朝向所述柔性电路110的中部折叠，也就是从原始状态至折叠状态；在再一次切换磁场方向之后，此时外凸的侧面又转换成内凹的侧面，所述柔性电路110又从所述折叠状态恢复成原始状态，如此往复循环，从而能够完成对所述柔性电路110的折叠疲劳试验，如此设置，试验过程简单，容易控制，试验成本低。

本发明提供一种潜行器2000，包括磁场产生装置以及双稳态磁致驱动器100，所述双稳态磁致驱动器100中的所述柔性前驱片1置于所述磁场产生装置产生的磁场内；其中，切换所述磁场产生装置产生磁场的方向，以使所述柔性前驱片1自朝向一侧拱起至朝向另一侧拱起之间切换。

具体地，请参照图7，所述潜行器2000用于水下，所述磁场产生装置包括电磁铁211，所述电磁铁211包括铁芯2112和环绕所述铁芯2112外围的通电线圈2111，所述双稳态磁致驱动器100安装于所述电磁铁211的一端，将所述通电线圈2111通电，产生磁场，通过改变通入所述通电线圈2111的电流方向，改变磁场的方向，所述柔性前驱片1能够在两个稳定状态之间切换，也就是远离铁芯2112的方向凸起和靠近所述铁芯2112的方向凹陷，从而能够使所述潜行器2000的浮力增大或者减小，所述潜行器2000可以浮于水面或者沉于水下；如此设置，成本低廉，驱动控制方便。

基于上述双稳态磁致驱动器100的结构，本发明还提供一种双稳态磁致驱动器100的制备方法，请参阅图8，图8为本实施例中提供的双稳态磁致驱动器100的制备方法的一实施例的流程示意图。

S10：通过注塑成型的方式成型一柔性前驱片1，所述柔性前驱片1包括柔性形变部11和位于所述柔性形变部11的外围的柔性外围部12，其中，所述柔性形变部11的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部12的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物。

S20：采用有机溶剂萃取所述有机液体的方式使所述柔性外围部12收缩，以使得所述柔性形变部11朝一侧拱起形变。

在本实施例中，所述柔性形变部11的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部12的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物；将所述柔性前驱片1浸入所述有机溶剂中，所述有机液体被所述有机溶液萃取，所述柔性外围部12收缩，以使所述柔性形变朝向一侧拱起形变；如此，制备方便，成本低廉。

具体地，所述步骤S10包括：

S11：提供一第一注塑模具，所述第一注塑模具中形成有第一型腔；

S12：将熔融状态的第一材料置于所述第一型腔中注塑成型柔性形变部11，所述第一材料包括磁性颗粒以及聚合物；

本申请不限制所述磁性颗粒和所述聚合物的种类，所述磁性颗粒包括铷铁硼磁粉、铝镍钴磁粉、硬铁氧体磁粉、钐钴磁粉和其他磁粉中的至少一种，在本实施例中，所述磁性颗粒设置为铷铁硼微米磁粉，所述聚合物为有机高分子聚合物中的一种，所述聚合物包括硅氧烷、聚倍半硅氧烷、聚碳硅氧烷、聚硅烷基碳二亚胺、聚硅倍半碳二亚胺、聚硅氮烷和聚硅倍半氮烷中的至少一种，在本实施例中，所述聚合物设置为聚二甲基硅氧烷。

S13：提供一第二注塑模具，所述第二注塑模具中形成有第二型腔；

S14：将所述柔性形变部11置于所述第二型腔中，以使得所述第二型腔中形成有位于所述柔性形变部11外围的环形型槽，将熔融状态的第二材料置于所述环形型槽中注塑成型柔性外围部12，所述第二材料包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物。

在另一实施例中，所述步骤S10包括：

S00：提供一环形模具，所述环形模具具有一底面和置于所述底面的内环和外环，所述内环和外环由硅胶制成；

S01：将熔融状态的第二材料置于所述环形模具的外环和内环之间形成的环形槽内，注塑成型柔性外围部12，所述第二材料包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物。

S02：将所述环形模具的内环去除，将熔融状态的第一材料置于所述柔性外围部12的内环，注塑成型柔性形变部11，所述第一材料包括磁性颗粒以及聚合物。

本申请不限制所述有机液体的种类，只要是能够与所述聚合物相溶并且能够被所述有机溶液萃取就可以，在本实施例中，所述有机液体设置为硅油。

具体地，在本实施例中，为了制备所述柔性前驱片1，提供一第一注塑模具和一第二注塑模具，所述第一注塑模具中形成有第一型腔，所述第二注塑模具中具有第二型腔；将熔融状态的第一材料置于所述第一型腔中注塑成型形成所述柔性形变部11，所述第一材料包括磁性颗粒以及聚合物；接着将所述柔性形变部11置于所述第二型腔中，此时所述第二型腔中形成有位于所述柔性形变部11外围的环形型槽，再将熔融状态的第二材料置于所述环形型槽中注塑成型柔性外围部12，所述第二材料包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物；如此设置，制作方法简便，并且方便调节所述柔性形变部11与所述柔性外围部12的尺寸，避免一体成型导致难以调节尺寸，制备方便，节约制作成本。

为了使所述柔性前驱片1更迅速的转换至稳定状态，根据圆形的特性，所述第一型腔和所述第二型腔均设置为圆形槽，包括第一圆形槽和第二圆形槽，且所述第一型腔的深度和所述第二型腔的深度相对应；此外，为了调节所述双稳态磁致驱动器100的挠度，所述步骤S13包括：

S131：根据所要所述柔性形变部11的拱起高度，选择有不同深度的所述第一型腔的第一注塑模具；

在本实施例中，所述第一型腔和所述第二型腔均设置为圆形槽，包括第一圆形槽和第二圆形槽，且所述第一型腔的深度和所述第二型腔的深度相对应；当所述第二圆形槽的直径为设定值时，在此设定值为操作人员根据不同的需要做出相应的设定，也就是所述柔性前驱片的尺寸不变，同时减小所述第一圆形槽和所述第二圆形槽的槽深，以减小所述柔性前驱片1的厚度，从而能够增大所述柔性前驱片1朝外侧拱起的高度，在减小到一定数值之后，在此一定数值为操作人员根据不同材料设置确定的，随着所述柔性前驱片1厚度的再减小，所述柔性前驱片1朝向外侧的高度降低；同理增大所述第一圆形槽和所述第二圆形槽的槽深，从而能够减小所述柔性前驱片1朝向外侧的高度；如此制作简单，通用性好。

S132：根据所要所述柔性形变部11的拱起高度，选择有不同直径的所述第一型腔的第一注塑模具和所述第二型腔的所述第二注塑模具；

当所述第二圆形槽的直径为设定值，在此设定值为操作人员根据不同的需要做出相应的设定，也就是所述第二圆形槽的直径不变，增大所述第一圆形槽的槽宽，从而增大所述柔性形变部11的半径，能够增大所述柔性前驱片1朝向外侧的高度；需要说明的是，在增大到一定数值之后，此一定数值为操作人员根据不同材料设置确定的，随着所述柔性形变部11的半径再增大，所述柔性前驱片1朝向外侧的高度降低，同理减小所述第一圆形槽的槽宽，从而减小所述柔性形变部11的半径，从而能够减小所述柔性前驱片1朝向外侧的高度；如此制作简单，通用性好。

为了在切换磁场方向的时候，所述柔性前驱片1能够在两个稳定状态之间切换，所述步骤S10包括：

S101：在所述柔性形变部11固化之前，将柔性形变部11置于一设定方向的磁场中，以使得所述柔性形变部11中的所述磁性颗粒按照磁感线排列；

在本实施例中，将熔融状态的第一材料置于所述第一型腔中注塑成型形成所述柔性形变部11，所述第一材料包括磁性颗粒以及聚合物，此时所述磁性材料和所述聚合物充分混合，将磁铁或者电磁铁211对应放置在所述第一型腔的上下方向上，对所述第一型腔中的所述第一材料施加磁场，以使所述第一材料中的所述磁性颗粒能够沿磁感线排列分布，再经过固化形成所述柔性变形部；

S102：在所述柔性外围部12固化之前，将柔性外围部12置于一设定方向的磁场中，以使得所述柔性外围部12中的所述磁性颗粒按照磁感线排列。

在本实施例中，将所述柔性形变部11置于所述第二型腔中，以使得所述第二型腔中形成有位于所述柔性形变部11外围的环形型槽，将熔融状态的第二材料置于所述环形型槽中注塑成型柔性外围部12，所述第二材料包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物，将磁铁或者电磁铁211对应放置在所述第一柔性变形部的中部的上下方向上，对所述第二型腔中的所述第二材料施加磁场，以使所述第二材料中的所述磁性颗粒能够沿磁感线排列分布，再经过固化形成所述柔性外围部12。

如此保证所述柔性形变部11和所述柔性外围部12中的磁性颗粒中的分布相对应，在对所述柔性前驱片1施加磁场，并切换磁场的方向时，能够使所述柔性前驱片1从一个稳定状态和另一个稳定状态之间切换，制备方便，成本低廉，响应迅速。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种双稳态磁致驱动器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过注塑成型的方式成型一柔性前驱片，所述柔性前驱片包括柔性形变部和位于所述柔性形变部的外围的柔性外围部，其中，所述柔性形变部的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物；以及，

采用有机溶剂萃取所述有机液体的方式使所述柔性外围部收缩，以使得所述柔性形变部朝一侧拱起形变；

其中，通过注塑成型的方式成型一柔性前驱片，所述柔性前驱片包括柔性形变部和位于所述柔性形变部的外围的柔性外围部，其中，所述柔性形变部的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物的步骤，包括：

提供一第一注塑模具，所述第一注塑模具中形成有第一型腔；

将熔融状态的第一材料置于所述第一型腔中注塑成型柔性形变部，所述第一材料包括磁性颗粒以及聚合物；

提供一第二注塑模具，所述第二注塑模具中形成有第二型腔；

将所述柔性形变部置于所述第二型腔中，以使得所述第二型腔中形成有位于所述柔性形变部外围的环形型槽，将熔融状态的第二材料置于所述环形型槽中注塑成型柔性外围部，所述第二材料包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物。

2.如权利要求1所述的双稳态磁致驱动器的制备方法，其特征在于，所述第一型腔和所述第二型腔均设置为圆形槽，且所述第一型腔的深度和所述第二型腔的深度相对应；

提供一第一注塑模具，所述第一注塑模具中形成有第一型腔的步骤，包括：

根据所要所述柔性形变部的拱起高度，选择有不同直径和深度的所述第一型腔的第一注塑模具；

提供一第二注塑模具，所述第二注塑模具中形成有第二型腔的步骤，包括：

根据所要所述柔性形变部的拱起高度，选择有不同直径的所述第一型腔的所述第一注塑模具和所述第二型腔的所述第二注塑模具。

3.如权利要求1所述的双稳态磁致驱动器的制备方法，其特征在于，通过注塑成型的方式成型一柔性前驱片，所述柔性前驱片包括柔性形变部和位于所述柔性形变部的外围的柔性外围部，其中，所述柔性形变部的材质包括磁性颗粒以及聚合物，所述柔性外围部的材质包括磁性颗粒、有机液体以及聚合物的步骤，包括：

在所述柔性形变部固化之前，将柔性形变部置于一设定方向的磁场中，以使得所述柔性形变部中的所述磁性颗粒按照磁感线排列；

在所述柔性外围部固化之前，将柔性外围部置于一设定方向的磁场中，以使得所述柔性外围部中的所述磁性颗粒按照磁感线排列。

4.如权利要求1所述的双稳态磁致驱动器的制备方法，其特征在于，所述磁性颗粒包括铷铁硼磁粉、铝镍钴磁粉、硬铁氧体磁粉、钐钴磁粉和其他磁粉中的至少一种；和/或，

所述聚合物包括硅氧烷、聚倍半硅氧烷、聚碳硅氧烷、聚硅烷基碳二亚胺、聚硅倍半碳二亚胺、聚硅氮烷和聚硅倍半氮烷中的至少一种；和/或

所述有机液体包括硅油。

5.一种双稳态磁致驱动器，其特征在于，基于权利要求1-4任意一项所述的双稳态磁致驱动器的制备方法，所述双稳态磁致驱动器包括：

柔性前驱片，所述柔性前驱片包括柔性形变部和位于所述柔性形变部的外围的柔性外围部；

其中，所述柔性形变部朝向一侧拱起，所述双稳态磁致驱动器还包括柔性固定件，所述柔性固定件用于将所述柔性前驱片固定至一设定位置，所述柔性前驱片的磁性颗粒按照设定磁感线排布，以在对所述柔性前驱片施加磁场时，切换磁场的磁感线的方向，使得所述柔性形变部自一侧拱起朝向另一侧拱起之间切换。

6.如权利要求5所述的双稳态磁致驱动器，其特征在于，所述柔性前驱片设置为圆形。

7.如权利要求5所述的双稳态磁致驱动器，其特征在于，所述柔性固定件设定为柔性固定环，所述柔性固定环的内环与所述柔性前驱片适配；

所述柔性前驱片的周侧缘至少部分固定于所述柔性固定环。

8.一种疲劳试验装置，其特征在于，包括：

如权利要求5-7任意一项所述的双稳态磁致驱动器；以及，

柔性电子器件，所述柔性电子器件的端部均连接于所述柔性前驱片上，形成所述柔性电子器件的原始状态；

其中，将所述柔性前驱片施加磁场并切换磁场方向，以使所述柔性电子器件在其端部朝向其中部折叠的折叠状态和所述原始状态下切换。

9.一种潜行器，其特征在于，包括：

磁场产生装置；以及，

如权利要求5-7任意一项所述的双稳态磁致驱动器，所述双稳态磁致驱动器中的所述柔性前驱片置于所述磁场产生装置产生的磁场内；

其中，切换所述磁场产生装置产生磁场的方向，以使所述柔性前驱片自朝向一侧拱起至朝向另一侧拱起之间切换。

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