[實用新型]一種磁流變智能皮膚

有效

• 申請號: 201220377429.9
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN202726930U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 譚和平;謝寧;劉強;譚曉婧
• 申請（專利權）人: 謝寧
• 主分類號: B25J15/12
• 分類號: B25J15/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本實用新型屬于一種機器人皮膚，具體涉及一種磁流變智能皮膚。

背景技術

我們知道機器人的手是用于抓取不同物體的，因此，對機器人的手部皮膚應當具有可調整的摩擦力，以適應其抓取不同物體的要求，但現有的機器人皮膚通常采用多種材料和多層結構制成，如：中國專利申請號為：201010609734.1的“一種機器人皮膚”，盡管這類機器人皮膚用于機器人的身體部分還是比較有效的，若用于機器人的手部則因其摩擦力不可調整而難以適應抓取不同物體的要求。

發明內容

為了克服現有機器人皮膚用于機器人的手部的不足，本實用新型提出了一種磁流變智能皮膚。

本實用新型的技術方案如下：一種磁流變智能皮膚，其包括工作單元和平墊，其中：工作單元由圓筒、底板、孔板、球殼、彈性膜以及勵磁線圈或電磁鐵構成，球殼固定在圓筒的上端，底板固定在圓筒的下端，彈性膜固定在圓筒內的中下部，孔板固定在球殼與彈性膜之間的圓筒內，勵磁線圈或電磁鐵固定在圓筒的外圓周上，圓筒、底板、彈性膜和球殼由高分子彈性材料構成，孔板由不導磁材料構成，在圓筒內的彈性膜與底板之間的空腔內充有一定壓力的氣體，在圓筒內的球殼與彈性膜之間的空間內充滿了磁流變液；所述平墊由高分子彈性材料構成，在平墊的一個平面上分布有多個平底盲孔，平墊的厚度大于圓筒的長度，多個工作單元被固定在平墊的多個平底盲孔內，在孔板的中部至少有一個通孔。

本實用新型的功能是這樣實現的：在工作單元的圓筒內固定有一個孔板時，圓筒內的磁流變液被孔板分隔成上、下兩部分，當圓筒外圓周上的勵磁線圈或電磁鐵沒有通入電流（或通入較小的電流），通過圓筒內磁流變液的電磁場強度為零（或電磁場強度較低），此時圓筒內的磁流變液為液態（或粘度較低），液態（或粘度較低）的磁流變液可順利通過孔板中部的通孔在圓筒內的上、下流動，當圓筒外圓周上的勵磁線圈或電磁鐵通入電流后，使圓筒內磁流變液的電磁場強度較大時，在該電磁場的作用下使圓筒內的磁流變液的粘度較大而呈半固化狀態，使孔板兩端的磁流變液因孔板的分隔而不能上、下流動，使圓筒內“固化”后的磁流變液在孔板的兩端各自保持著當前的狀態。

當多個工作單元固定在平墊的多個平底盲孔內并形成了磁流變智能皮膚后，在磁流變智能皮膚的表面就形成了多個球狀凸起，將磁流變智能皮膚固定在機器人手部的表面后，當機器手上磁流變智能皮膚的各工作單元的圓筒外圓周上的勵磁線圈或電磁鐵沒有通入電流時，各工作單元的圓筒內的磁流變液呈液態，此時機器手開始抓拿物體，被抓物體的外形與磁流變智能皮膚上的球狀凸起就會發生接觸，并壓迫磁流變智能皮膚上的球狀凸起，球狀凸起內液態的磁流變液在受到所拿物體外形的擠壓后，將使磁流變智能皮膚上各工作單元圓筒內液態的磁流變液從球狀凸起流入到圓筒內，并通過圓筒內孔板上的通孔從孔板的上端流到的孔板的下端，使圓筒中部的彈性膜被推向圓筒的底部，使彈性膜與底板之間的空腔被壓縮變小，因機器手所拿物體外形的不同，使磁流變智能皮膚表面上的多個球狀凸起受壓后的變形程度不同，當機器手拿住物體后，對磁流變智能皮膚上的各工作單元的圓筒外圓周上的勵磁線圈或電磁鐵通入電流，使各圓筒外圓周上的勵磁線圈或電磁鐵產生電磁場，在該電磁場的作用下各工作單元的圓筒內的磁流變液因粘度變高而“固化”，圓筒內被“固化”的磁流變液因受到孔板的阻隔而不能在圓筒內上、下流動，使圓筒內磁流變液在孔板的兩端保持著被擠壓時的狀態不變，使磁流變智能皮膚表面的球狀凸起保持著與機器手所抓物體的外形（也就是將物體“卡”在了機器手的多個球狀凸起之間）從而避免了物體的滑落；通過調整進入磁流變智能皮膚內各工作單元圓筒外圓周上的勵磁線圈或電磁鐵的電流大小，即可調整各圓筒內的磁流變液的粘度大小，使磁流變智能皮膚的摩擦力的大小得到調整，使機器手抓握不同物體時所要求的不同的摩擦力得到了滿足。

當機器手放下物體后，關斷進入磁流變智能皮膚內各工作單元圓筒外圓周上勵磁線圈或電磁鐵的電流，使通過各圓筒內的磁流變液的電磁場強度為零，使磁流變智能皮膚的各工作單元內被“固化”的磁流變液的粘度從半固態迅速變為液態，此時，在各工作單元的圓筒中部的彈性膜迅速復原的擠壓下，使各圓筒內液態的磁流變液通過環形板上的圓孔從環形板的下端流回到的環形板的上端，使磁流變智能皮膚的表面的球狀凸起恢復到原始狀態，為機器手的下次抓拿物體作好準備。

與現有的機器人皮膚相比，本實用新型的磁流變智能皮膚因其摩擦力可自由調節而更加適用于機器人的手部。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種結構示意圖。

圖2是工作單元的一種結構示意圖。