[發(fā)明專利]一種磁性軟體機(jī)器人仿尺蠖運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011637214.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112809661B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亮;巨雨薇;曹全梁;謝延;韓小濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/10
• 分類號(hào): B25J9/10;B25J19/00;H01F13/00
• 代理公司: 武漢華之喻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42267
• 代理人: 鄧彥彥;方放

1.一種磁性軟體機(jī)器人仿尺蠖運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括：永磁體、直線電機(jī)以及升降臺(tái)；

所述升降臺(tái)用于承載磁性軟體機(jī)器人；

所述永磁體置于直線電機(jī)上；所述直線電機(jī)置于升降臺(tái)下方，可以帶動(dòng)所述永磁體沿其導(dǎo)軌移動(dòng)；

所述永磁體在磁性軟體機(jī)器人下方提供驅(qū)動(dòng)磁場，所述驅(qū)動(dòng)磁場的磁力線呈中心聚集，四周發(fā)散狀；所述磁性軟體機(jī)器人內(nèi)部磁性粒子的磁矩趨于向所述驅(qū)動(dòng)磁場的方向偏轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生磁轉(zhuǎn)矩；所述磁性軟體機(jī)器人內(nèi)部磁性粒子的磁矩呈中心對(duì)稱分布；

所述直線電機(jī)第一次移動(dòng)所述永磁體，將其從相對(duì)偏離所述磁性軟體機(jī)器人的一側(cè)的位置，朝向接近所述磁性軟體機(jī)器人一側(cè)的方向行進(jìn)，直至所述永磁體的磁場中心正對(duì)所述磁性軟體機(jī)器人的中心；此過程中，所述永磁體作用在所述磁性軟體機(jī)器人的磁轉(zhuǎn)矩使得磁性軟體機(jī)器人一側(cè)的端點(diǎn)被固定，另一側(cè)被拖動(dòng)，最后整個(gè)磁性軟體機(jī)器人呈弓起狀態(tài)；所述磁性軟體機(jī)器人一側(cè)內(nèi)部磁性粒子的磁矩方向與其另一側(cè)內(nèi)部磁場粒子的磁矩方向相反；

所述直線電機(jī)第二次移動(dòng)所述永磁體，將其從正對(duì)所述磁性軟體機(jī)器人中心的位置，朝向與第一次移動(dòng)相反的方向行進(jìn)，直至偏離所述磁性軟體機(jī)器人的一側(cè)；此過程中，所述永磁體作用在所述磁性軟體機(jī)器人的磁轉(zhuǎn)矩使得磁性軟體機(jī)器人一側(cè)被抬起，最后整個(gè)磁性軟體機(jī)器人朝向所述永磁體的方向移動(dòng)，所述磁性軟體機(jī)器人移動(dòng)的過程與尺蠖的運(yùn)動(dòng)模式相似；

所述磁性軟體機(jī)器人內(nèi)部磁性粒子的磁矩呈中心對(duì)稱的發(fā)散分布時(shí)，所述永磁體的中心磁場方向垂直于所述磁性軟體機(jī)器人向下；所述磁性軟體機(jī)器人內(nèi)部磁性粒子的磁矩呈中心對(duì)稱的匯聚分布時(shí)，所述永磁體的中心磁場方向垂直于所述磁性軟體機(jī)器人向上；所述永磁體在直線電機(jī)的帶動(dòng)下在磁性軟體機(jī)器人下方產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的磁場，所述動(dòng)態(tài)的磁場未移動(dòng)到正對(duì)所述磁性軟體機(jī)器人中心的位置時(shí)，其在磁性軟體機(jī)器人兩端的磁場方向不同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述永磁體相對(duì)偏離所述磁性軟體機(jī)器人的一側(cè)的位置為：永磁體作用在磁性軟體機(jī)器人上的磁場方向與磁性軟體機(jī)器人平行；

所述永磁體的磁場中心正對(duì)所述磁性軟體機(jī)器人的中心時(shí)，其作用在磁性軟體機(jī)器人上的磁場方向與磁性軟體機(jī)器人垂直；

所述直線電機(jī)第一次移動(dòng)永磁體的過程中，所述永磁體作用于磁性軟體機(jī)器人的磁場的方向從平行于磁性軟體機(jī)器人到垂直于磁性軟體機(jī)器人逐漸變化；

所述直線電機(jī)第二次移動(dòng)永磁體的過程中，所述永磁體作用于磁性軟體機(jī)器人的磁場的方向從垂直于磁性軟體機(jī)器人到平行于磁性軟體機(jī)器人逐漸變化；

所述永磁體用于磁性軟體機(jī)器人的方向由其在距離驅(qū)動(dòng)磁場最近的磁性軟體機(jī)器人位置處的磁場方向決定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述直線電機(jī)第一次移動(dòng)永磁體的距離為第一距離，第二次移動(dòng)所述永磁體距離為第二距離；所述第二距離大于第一距離；

如此，直線電機(jī)循環(huán)往復(fù)移動(dòng)所述永磁體，使得所述磁性軟體機(jī)器人在永磁體第二次移動(dòng)的方向產(chǎn)生凈位移。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，設(shè)所述直線電機(jī)第一次移動(dòng)所述永磁體和第二次移動(dòng)所述永磁體之后，所述磁性軟體機(jī)器人的移動(dòng)距離為第三距離；所述第二距離等于第一距離和第三距離之和。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述直線電機(jī)包括：直線電機(jī)動(dòng)子、直線電機(jī)定子以及導(dǎo)軌；

所述永磁體放置在所述直線電機(jī)動(dòng)子上；

所述直線電機(jī)定子通以三相交流電流產(chǎn)生行波磁場，直線電機(jī)動(dòng)子在行波磁場電磁力的推動(dòng)下帶動(dòng)永磁體沿所述導(dǎo)軌產(chǎn)生可控位移。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述升降臺(tái)可以垂直升降，以調(diào)節(jié)磁性軟體機(jī)器人和永磁體之間的距離；

所述磁性軟體機(jī)器人的移動(dòng)速度由磁性軟體機(jī)器人與永磁體的垂直距離和直線電機(jī)動(dòng)子的速度共同決定。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述磁性軟體機(jī)器人由柔性材料與磁性粒子均勻混合固化制成，通過外部磁化實(shí)現(xiàn)所述磁性粒子磁矩重新排列，呈中心對(duì)稱分布。