[發明專利]基于導電流體的驅動裝置、方法及機械臂

在審

• 申請號: 201810742435.1
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108608424A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 王增輝;周仲凱;倪明玖
• 申請（專利權）人: 中國科學院大學
• 主分類號: B25J9/14
• 分類號: B25J9/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種基于導電流體的驅動裝置，包括：

導電流體回路系統，包括導電流體儲備箱，所述導電流體儲備箱具有導電流體出口和入口，用于儲備和回收導電流體；

活塞液壓缸，包括缸體與活塞，并且活塞液壓缸內具有導電流體，所述活塞液壓缸與所述導電流體回路系統連接，構成導電流體循環系統；

電磁場系統，包括設置在缸體兩側的電極，以及設置在另外兩側的電磁鐵，其中，

電極貼合在活塞液壓缸缸體的兩側，形成一個均勻恒定且可調節的電場；

電磁鐵，包括N極和S極，將N極和S極置于缸體外另外兩側相對，垂直于電場放置，用于產生垂直于電場的均勻磁場。

2.根據權利要求1所述的驅動裝置，其中，

所述活塞液壓缸缸體下部開口，在推送進程，由于缸體空間變大，導電流體從開口處補充；在回轉進程，活塞退回，導電流體從開口處被擠壓出去。

3.根據權利要求1所述的驅動裝置，其中，所述電極為方形圓弧形狀，弧形曲率與缸體一致，能夠完全與缸體粘合，電極圓弧對應的中心角為90°，且對稱布置，缸體上下兩側留空以供活塞運作；

電磁鐵寬度大于缸體的外尺寸，保證液體缸完全處于均勻磁場下。

4.根據權利要求2所述的驅動裝置，其中，

所述電極連接電流控制器與電源形成回路，通過電流控制器控制施加在電極兩端的電流大小。

5.根據權利要求1所述的驅動裝置，其中，

所述電極采用的材料為強導電性金屬；

所述導電流體采用常溫下易流動或為液體的液態金屬、磁流體、納米導電液或納米金屬球粉；

所述活塞液壓缸缸體內壁使用絕緣材質，活塞與缸體之間采用密閉橡膠進行封閉化處理。

6.根據權利要求1所述的驅動裝置，其中，所述導電流體回路系統還包括：

過濾器，包括第一過濾器和第二過濾器，分別連接導電流體儲備箱的出口和進口，用于過濾導電流體介質中的雜質；

單向閥，連接在導電流體儲備箱的出口的第一過濾器之后，用于控制導電流體在回路中的流動方向，在導電流體回路進口防止回流；

節流閥，包括第一節流閥和第二節流閥，第一節流閥設置于單向閥與液壓缸缸體進口之間，第二節流閥設置于液壓缸缸體出口與第二過濾器之間，用于控制導電流體在回路中的速度和流量。

7.根據權利要求1所述的驅動裝置，其中，導電流體儲備箱使用不與導電流體發生反應的材料制作而成。

8.一種基于導電流體的驅動方法，采用權利要求1-7中任一項所述的驅動裝置，該方法包括：

在活塞液壓缸缸體兩側施加平行電場，并利用電流控制器控制輸出電流大小；

在垂直于電場方向上布置均勻的磁場；

導電流體在磁場與電場的作用下生成垂直于電磁場方向的安培力，導電流體順著安培力方向流動，從而推動活塞運作。

9.根據權利要求8所述的利用導電流體在磁場和電場中驅動的方法，其中，所述缸體兩側添加兩個電極被加電壓產生電場，電流范圍在0～1000A；所述電磁體通電產生垂直于電場的均勻磁場，均勻磁場的強度為0～50000Gs。

10.一種機械臂，其中，包括如權利要求1-7任一項所述的基于導電流體的驅動裝置，通過該驅動裝置對機械臂關節進行驅動。