[發明專利]液態金屬壓力驅動型機器人關節自發電裝置

有效

• 申請號: 201810604037.3
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108657305B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 袁曦明
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032;H02J7/32;H02J7/34;H02K44/08;H02N11/00
• 代理公司: 42238 武漢知產時代知識產權代理有限公司
• 代理人: 曹雄

1.一種液態金屬壓力驅動型機器人關節自發電裝置，其特征在于，包括：熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸、液態金屬磁流體發電器、伺服閥、磁力泵、機器人關節、傳感器、智能控制器、單向閥、過濾器、溢流閥、液態金屬儲存箱、超級電容器；所述液態金屬磁流體發電器裝配在熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸的液態金屬進入通道上；所述液態金屬儲存箱存儲液態金屬，與過濾器相連接；所述過濾器通過磁力泵與單向閥和溢流閥相連接；所述單向閥與伺服閥的液態金屬進口p端相連接；所述伺服閥的液態金屬流出a端與液態金屬磁流體發電器的液態金屬進入端相連接；所述液態金屬磁流體發電器的液態金屬流出端與熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸的液態金屬流入端相連接；熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸的液態金屬流出端與伺服閥的液態金屬流進b端相連接；所述伺服閥的液態金屬流出t端與液態金屬儲存箱相連接；所述智能控制器與伺服閥、磁力泵、傳感器、單向閥、溢流閥、液態金屬儲存箱、超級電容器、控制信號器相連接；所述智能控制器根據控制信號器、傳感器反饋信息調控伺服閥；所述熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸中的熱溫差發電器、液態金屬磁流體發電器與超級電容器相連接；超級電容器的電能輸出端與機器人中需要用電裝置相連接；所述熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸中的活塞桿輸出端通過傳感器與機器人關節相連接，并帶動機器人關節按照指令動作。

2.根據權利要求1所述的液態金屬壓力驅動型機器人關節自發電裝置，其特征在于，所述機器人關節為機器人腿關節，包括：大腿關節、大腿關節連接軸、膝關節、小腿關節、小腿關節連接軸、踝關節、機器人足；所述大腿關節通過膝關節與小腿關節相連接；所述小腿關節通過踝關節與機器人足相連接；所述熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸上端，通過大腿關節連接軸與大腿關節中部相連接；所述熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸下端通過小腿關節連接軸與小腿關節中部相連接；所述液態金屬磁流體發電器、伺服閥、超級電容器、傳感器均裝配在熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸旁側；所述大腿關節、小腿關節和熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸，共同構成液態金屬壓力驅動可產生形變的三腳架結構。

3.根據權利要求1所述的液態金屬壓力驅動型機器人關節自發電裝置，其特征在于，所述熱溫差發電式液態金屬壓力工作缸，包括：液態金屬壓力工作缸體、液態金屬、活塞、活塞桿、熱溫差發電器、石墨烯層、散熱器；所述活塞、活塞桿、液態金屬裝配在液態金屬壓力工作缸體內；所述活塞桿與活塞相連接；所述活塞將液態金屬封裝于液態金屬壓力工作缸體內一側；所述活塞桿為液態金屬壓力工作缸的液態金屬壓力驅動力輸出端，與機器人關節相連接；所述液態金屬壓力工作缸體外側通過石墨烯層與熱溫差發電器熱端相連接；所述熱溫差發電器冷端與散熱器相連接；所述熱溫差發電器與超級電容器相連接，并將溫差發電電能存儲在超級電容器中。

4.根據權利要求1所述的液態金屬壓力驅動型機器人關節自發電裝置，其特征在于，所述液態金屬磁流體發電器，包括：磁體、發電通道、電極條、電極引出端；所述磁體裝配在發電通道上端和下端；所述電極條裝配在發電通道兩側面；所述電極引出端連接電極條，并與超級電容器相連接；所述磁體為永久磁體或超導磁體；所述液態金屬在伺服閥控制下進入發電通道流動。

5.根據權利要求1所述的液態金屬壓力驅動型機器人關節自發電裝置，其特征在于：所述液態金屬包括：液態鎵、液態鎵合金或液態鎵納米流體；所述液態鎵納米流體為添加并分散碳納米管、石墨烯納米片或納米導熱顆粒的液態鎵或液態鎵合金；所述液態金屬采用導熱的液體或氣體替代；所述石墨烯層包括：石墨烯薄膜、石墨烯涂層或石墨烯復合材料層；所述熱溫差發電器件，包括若干塊串聯的或/和并聯的溫差發電片單體，所述溫差發電片單體與溫差發電片單體之間通過絕熱材料隔開；所述散熱器包括：風冷翅片散熱器件或工質循環散熱器件；所述工質包括：水、納米流體或導熱流體。