CN201210644Y - 电流变柔性微执行器 - Google Patents
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Abstract
一种电流变柔性微执行器，它由弹性管、插入弹性管内的弹性芯柱、紧密配合在弹性管底部并固定弹性芯柱的弹性端盖构成，弹性芯柱的头部与弹性管的顶部紧密配合一起，弹性芯柱与弹性管的环形空腔内充有电流变液体，弹性管的外部镀有用于加电的铜导电层。电流变流体的微执行器在外电场作用下产生可调节的刚性力，既能保证电流变流体在正常工作时的刚性可调性，控制灵敏性、响应速度快，又可以在特殊情况下保证微执行器工作的可靠性。此外镀铜导电层电极，可缩小整个微执行器的体积，达到更微型目的，且能耗低，结构简单，制做容易，通过组合，可以完成夹紧、抓取等动作，具有广阔的应用前景和市场价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及微型机械，具体地说，是一种电流变柔性微执行器。
背景技术
随着科学技术的发展，微型机械已成为人们在微米乃至亚微米范围内认识和改造世界的一种高新技术。目前已研制出电磁式电机、超声波电机、压电电机、形状记忆合金微执行器、静电电机等微执行器，并且各种新型微执行器还在不断研究与开发。与其它微执行器相比，柔性微执行器主要优点体现在以下几个方面：
1)结构有部分甚至全部为柔性件，故不易损伤被操作对象和破坏工作环境。
2)既可用作机械的行进机构，也可用于执行机构，有利于功能部件的集成化，也利于机械的微型化。
3)动作柔性强、连续平滑、机械冲击小，能在更大范围内完成较高难度的动作，且结构相对简单，易于制作和维护、保养。
但目前使用的柔性微执行器多局限于用压力气体或压力液体驱动，其缺点是响应较慢，不易控制，动力源体积较大，且辅助装置庞杂等。
实用新型内容
技术问题：本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单，响应较快，易控制，动力源体积小的电流变柔性微执行器。
技术方案：本实用新型的电流变柔性微执行器，它由弹性管、插入弹性管内的弹性芯柱、紧密配合在弹性管底部并固定弹性芯柱的弹性端盖构成，弹性芯柱的头部与弹性管的顶部紧密配合一起，弹性芯柱与弹性管的环形空腔内充有电流变液体，弹性管的外部镀有用于加电的铜导电层。
所述的弹性芯柱的头部为漏斗状；所述的弹性芯柱、弹性管和弹性端盖均用硅橡胶制作而成。
有益效果：电流变材料是一种智能材料，它的表观粘度随着电场强度发生连续可调的变化，甚至可以在液态和固态之间实现快速的变化，且这种变化是可逆的。应用电流变材料的电场-粘度-刚度的特性，使之成为一种连续可调的微执行器，它可以根据输入的电压产生连续可变的刚性力，从而达到操控微执行器的目的。将电流变材料应用于制作柔性微执行器，具有能耗更低、响应更快、控制更精确、可靠性更高等优点。正常工作时，电流变流体的微执行器在外电场作用下产生可调节的刚性力，既能保证电流变流体在正常工作时的刚性可调性，控制灵敏性、响应速度快，又可以在特殊情况下保证微执行器工作的可靠性。此外，该微执行器采用化学镀铜的方法得到电极，可缩小整个微执行器的体积，达到更微型目的，且能耗低，结构简单，制做容易，通过组合，可以完成夹紧、抓取等动作，具有广阔的应用前景和市场价值。
附图说明
附图是本实用新型的结构示意图。
图中：1-弹性芯柱，2-弹性管，3-电流变液体，4-导电层，5-弹性端盖。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：
附图所示，本实用新型由弹性芯柱1、弹性管2和弹性端盖5构成，弹性芯柱1、弹性管2和弹性端盖5均用硅橡胶制作而成。弹性芯柱1插入弹性管2内，弹性芯柱1的头部为漏斗状，其与弹性管2的顶部锥面相配合；弹性芯柱1与弹性管2的环形空腔内充有电流变液体，弹性端盖5紧密配合在弹性管2底部，以免液体泄露，弹性端盖5的中部开有适合固定弹性芯柱1的凹槽。采用化学镀铜方法，在弹性管2的外部镀有用于加电的铜导电层4，以保证它能满足导电和变形的双重要求。
本实用新型一端固定，另一端为自由端。使用前给其一个初始力矩，加电场后，提高电压，使得电流变流体成为宾汉姆塑性体，由于变形被固化，不能进行弹性回变，从而变形能被存储起来。根据工作需要，减小电压，从而达到控制自由端输出的力矩和位移的目的，将多个单元结构组合，可制成各种微执行器，完成夹紧、抓取等动作。
Claims (3)
1.一种电流变柔性微执行器，其特征在于：它由弹性管(2)、插入弹性管(2)内的弹性芯柱(1)、紧密配合在弹性管(2)底部并固定弹性芯柱(1)的弹性端盖(5)构成，弹性芯柱(1)的头部与弹性管(2)的顶部紧密配合一起，弹性芯柱(1)与弹性管(2)的环形空腔内充有电流变液体，弹性管(2)的外部镀有用于加电的铜导电层(4)。
2.根据权利要求1所述的电流变柔性微执行器，其特征在于：所述的弹性芯柱(1)的头部为漏斗状。
3.根据权利要求1或2所述的电流变柔性微执行器，其特征在于：所述的弹性芯柱(1)、弹性管(2)和弹性端盖(5)均用硅橡胶制作而成。
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2008
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