[實(shí)用新型]磁流變智能防滑皮膚

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220394521.6
• 申請(qǐng)日: 2012-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN202726924U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚和平;謝寧;劉強(qiáng);譚曉婧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 譚曉婧
• 主分類號(hào): B25J15/00
• 分類號(hào): B25J15/00;F16F9/53
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型屬于一種機(jī)器人皮膚，具體涉及一種磁流變智能防滑皮膚。

背景技術(shù)

我們知道機(jī)器人的手是用于抓取不同物體的，因此，對(duì)機(jī)器人的手部皮膚應(yīng)當(dāng)具有可調(diào)整的摩擦力，以適應(yīng)其抓取不同物體的要求，但現(xiàn)有的機(jī)器人皮膚通常采用多種材料和多層結(jié)構(gòu)制成，如：中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮椋?01010609734.1的“一種機(jī)器人皮膚”，盡管這類機(jī)器人皮膚用于機(jī)器人的身體部分還是比較有效的，若用于機(jī)器人的手部則因其摩擦力不可調(diào)整而難以適應(yīng)抓取不同物體的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有機(jī)器人皮膚用于機(jī)器人的手部的不足，本實(shí)用新型提出了一種磁流變智能防滑皮膚。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種磁流變智能防滑皮膚，其包括工作單元和平墊，其中：工作單元由圓筒、底板、半球殼、補(bǔ)償氣囊、支撐桿和阻尼體構(gòu)成，半球殼固定在圓筒的上端，底板固定在圓筒的下端，阻尼體的形狀為球體，阻尼體的直徑小于圓筒的內(nèi)徑并留有磁流變液流動(dòng)的間隙，在阻尼體的外圓周上有槽在槽內(nèi)繞有勵(lì)磁線圈，支撐桿的中心有通孔，阻尼體通過支撐桿固定在圓筒內(nèi)的底板上，補(bǔ)償氣囊固定在圓筒內(nèi)的底板上，阻尼體上勵(lì)磁線圈的引出線通過支撐桿中心通孔從底板引出，在圓筒內(nèi)充滿了磁流變液，在平墊的一個(gè)平面上分布有多個(gè)平底盲孔，平墊的厚度大于圓筒的長(zhǎng)度，多個(gè)工作單元被固定在平墊的多個(gè)平底盲孔內(nèi)，而支撐桿由不導(dǎo)磁材料構(gòu)成，半球殼和平墊由高分子彈性材料構(gòu)成，圓筒和阻尼體由導(dǎo)磁材料構(gòu)成。

本實(shí)用新型的功能是這樣實(shí)現(xiàn)的：在圓筒內(nèi)因阻尼體的存在，使圓筒內(nèi)的磁流變液被阻尼體分隔成上、下兩個(gè)部分，當(dāng)阻尼體上的勵(lì)磁線圈沒有通入電流時(shí)，在阻尼體外徑與圓筒內(nèi)徑之間的環(huán)形間隙內(nèi)電磁場(chǎng)強(qiáng)度為零，此時(shí)，圓筒內(nèi)的磁流變液為液態(tài)，液態(tài)的磁流變液可順利通過阻尼體外徑與圓筒內(nèi)徑之間的環(huán)形間隙在阻尼體的上、下流動(dòng)；當(dāng)阻尼體上的勵(lì)磁線圈通入電流后，使阻尼體成為一個(gè)電磁場(chǎng)強(qiáng)度較強(qiáng)的球形電磁鐵，因電磁鐵產(chǎn)生的磁力線垂直于其表面，因此，球形電磁鐵產(chǎn)生的磁力線：一方面通過與圓筒內(nèi)徑之間的環(huán)形間隙，使該環(huán)形間隙內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度較強(qiáng)，使環(huán)形間隙內(nèi)的磁流變液的粘度較大而呈半固化狀態(tài)，阻止了圓筒內(nèi)的磁流變液在阻尼體的上、下兩端流動(dòng)，另一方面在磁力線的作用下，還使阻尼體上、下兩端的磁流變液的粘度提高而“固化”，從而使圓筒內(nèi)“固化”后的磁流變液在阻尼體的兩端各自保持著當(dāng)前的狀態(tài)。

當(dāng)多個(gè)工作單元固定在平墊的多個(gè)平底盲孔內(nèi)并形成了磁流變智能防滑皮膚后，在磁流變智能防滑皮膚的表面就形成了多個(gè)球狀凸起，將磁流變智能防滑皮膚固定在機(jī)器人手部的表面后，當(dāng)機(jī)器手上磁流變智能防滑皮膚的各工作單元的圓筒內(nèi)的阻尼體的勵(lì)磁線圈還沒有通入電流時(shí)，各工作單元的圓筒內(nèi)的磁流變液呈液態(tài)，此時(shí)機(jī)器手開始抓拿物體，被抓物體的外形與磁流變智能防滑皮膚上的球狀凸起就會(huì)發(fā)生接觸，并壓迫磁流變智能防滑皮膚上的球狀凸起，球狀凸起內(nèi)的液態(tài)的磁流變液在受到所拿物體外形的擠壓后，將使磁流變智能防滑皮膚上各工作單元圓筒內(nèi)液態(tài)的磁流變液從球狀凸起流入到圓筒內(nèi)，并通過圓筒內(nèi)阻尼體外徑與圓筒內(nèi)徑之間的環(huán)形間隙，從阻尼體的上端流到阻尼體的下端，使圓筒底部的補(bǔ)償氣囊被壓縮變小，因機(jī)器手所拿物體外形的不同，使磁流變智能防滑皮膚表面上的多個(gè)球狀凸起受壓后的變形程度不同；當(dāng)機(jī)器手拿住物體后，對(duì)磁流變智能防滑皮膚上的各工作單元的圓筒內(nèi)的阻尼體上的勵(lì)磁線圈通入電流后，使各圓筒內(nèi)阻尼體上的勵(lì)磁線圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)，在該電磁場(chǎng)的作用下各工作單元的圓筒內(nèi)的磁流變液因粘度變高而“固化”，圓筒內(nèi)被“固化”的磁流變液因受到阻尼體外徑與圓筒內(nèi)徑之間的環(huán)形間隙內(nèi)較強(qiáng)電磁場(chǎng)的阻隔而不能在阻尼體的上、下流動(dòng)，使圓筒內(nèi)磁流變液在阻尼體的兩端保持著被擠壓時(shí)的狀態(tài)不變，使磁流變智能防滑皮膚表面的球狀凸起保持著與機(jī)器手所抓物體的外形（也就是將物體“卡”在了機(jī)器手的多個(gè)球狀凸起之間）從而避免了物體的滑落；通過調(diào)整進(jìn)入到磁流變智能防滑皮膚上各工作單元圓筒內(nèi)阻尼體上的勵(lì)磁線圈的電流大小，即可調(diào)整各圓筒內(nèi)的磁流變液的粘度大小，使磁流變智能防滑皮膚的摩擦力的大小得到調(diào)整，使機(jī)器手抓握不同物體時(shí)所要求的不同的摩擦力得到了滿足。