[實用新型]一種磁流變智能防滑皮膚

有效

• 申請號: 201220394541.3
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN202726931U
• 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防滑皮膚。

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：一種磁流變智能防滑皮膚，其包括工作單元、平墊，其中：工作單元由圓筒、底板、半球殼、補償氣囊、支撐桿和阻尼體構成，半球殼固定在圓筒的上端，底板固定在圓筒的下端，阻尼體的中部為圓柱形，而阻尼體的兩端均為半球體形，在阻尼體的中部繞有勵磁線圈，阻尼體的直徑小于圓筒的內徑并留有磁流變液流動的間隙，支撐桿的一端與阻尼體的一端固定，支撐桿的另一端固定在圓筒內的底板上，阻尼體上勵磁線圈的引出線通過支撐桿從底板引出，補償氣囊固定在圓筒內的底板上，在圓筒內充滿了磁流變液，在平墊的一個平面上分布有多平底個盲孔，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，而支撐桿由不導磁材料構成，平墊和半球殼由高分子彈性材料構成，圓筒和阻尼體由導磁材料構成。

本實用新型的功能是這樣實現的：在圓筒內因阻尼體的存在，使圓筒內的磁流變液被阻尼體被分隔成上、下兩個部分，當阻尼體上的勵磁線圈沒有通入電流時，在阻尼體外徑與圓筒內徑之間的環形間隙內的電磁場強度為零，此時圓筒內的磁流變液為液態，液態的磁流變液可順利通過阻尼體外徑與圓筒內徑之間的環形間隙在阻尼體的上、下流動；當阻尼體上的勵磁線圈通入電流后，使阻尼體成為一個電磁場強度較強的兩端為球形的電磁鐵，因電磁鐵產生的磁力線垂直于其表面，因此，阻尼體兩端球形部分產生的磁力線使阻尼體上、下兩端的磁流變液的粘度提高，而阻尼體中部圓柱部分產生的磁力線則通過與圓筒內徑之間的環形間隙，使該環形間隙內的磁場強度較強，使環形間隙內的磁流變液的粘度較大而呈半固化狀態，阻止了圓筒內的磁流變液在阻尼體的上、下兩端流動，從而使圓筒內“固化”后的磁流變液在阻尼體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防滑皮膚后，在磁流變智能防滑皮膚的表面就形成了多個球狀凸起，將磁流變智能防滑皮膚固定在機器人手部的表面后，當機器手上磁流變智能防滑皮膚的各工作單元的圓筒內的阻尼體的勵磁線圈沒有通入電流時，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防滑皮膚上的球狀凸起就會發生接觸，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，將使磁流變智能防滑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，并通過圓筒內阻尼體外徑與圓筒內徑之間的環形間隙，從阻尼體的上端流到阻尼體的下端，使圓筒底部的補償氣囊被壓縮變小，因機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，對磁流變智能防滑皮膚上的各工作單元的圓筒內的阻尼體上的勵磁線圈通入電流，使各圓筒內阻尼體上的勵磁線圈產生電磁場，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”的磁流變液因受到阻尼體外徑與圓筒內徑之間的環形間隙內較強電磁場的阻隔而不能在阻尼體的上、下流動，使圓筒內磁流變液在阻尼體的兩端保持著被擠壓時的狀態不變，使磁流變智能防滑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防滑皮膚上各工作單元圓筒內阻尼體上的勵磁線圈的電流大小，即可調整各圓筒內的磁流變液的粘度大小，使磁流變智能防滑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。