[發明專利]一種磁控多腳軟體機器人的充磁系統及充磁方法

有效

• 申請號: 202011641374.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112847391B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 曹全梁;孫宇軒;巨雨薇;謝延;姚健鵬;韓小濤;李亮
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J19/00
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 彭翠;李歡

1.一種磁控多腳軟體機器人的充磁系統，其特征在于，包括脈沖充磁單元和磁控多腳軟體機器人，其中：

所述脈沖充磁單元包括電源裝置、脈沖磁場發生裝置和固定構件；所述電源裝置用于為所述脈沖磁場發生裝置提供脈沖電流；

所述脈沖磁場發生裝置包括第一脈沖磁場發生裝置和第二脈沖磁場發生裝置，所述第一脈沖磁場發生裝置用于在所述脈沖電流作用下產生軸向磁化磁場，以對所述磁控多腳軟體機器人進行軸向充磁；所述第二脈沖磁場發生裝置用于在所述脈沖電流作用下產生徑向梯度磁化磁場，以對所述磁控多腳軟體機器人進行徑向充磁；

所述固定構件用于將所述磁控多腳軟體機器人固定在所述脈沖磁場發生裝置的磁場作用區域；

該系統工作時，首先通過控制脈沖電流大小和方向，使所述第一脈沖磁場發生裝置內產生軸向磁化磁場，對所述磁控多腳軟體機器人整體進行軸向充磁；然后控制脈沖電流大小和方向使所述第二脈沖磁場發生裝置內產生徑向梯度磁化磁場，對所述磁控多腳軟體機器人局部進行徑向充磁；最后在預設驅動磁場作用下實現該磁控多腳軟體機器人的目標形變狀態；由于徑向梯度磁化磁場的衰減特性，該系統能夠通過改變徑向磁化過程中的脈沖電流幅值從而改變所述磁控多腳軟體機器人徑向磁化區域面積；同時能夠借助于調控軸向磁化時脈沖電流幅值，改變軸向磁化強度；從而控制所述磁控多腳軟體機器人的目標形變狀態。

2.如權利要求1所述的充磁系統，其特征在于，所述第一脈沖磁場發生裝置和第二脈沖磁場發生裝置結構相同，其均包括充磁上線圈和充磁下線圈，所述充磁上線圈和充磁下線圈呈上下軸向對稱；所述磁控多腳軟體機器人位于所述充磁上線圈和充磁下線圈之間的磁場作用區域；

該系統工作時，所述充磁上線圈和充磁下線圈通入同向脈沖電流并產生軸向磁化磁場，使得所述磁控多腳軟體機器人在該軸向磁化磁場下整體發生軸向磁化；

所述充磁上線圈和充磁下線圈通入異向脈沖電流并產生徑向梯度磁化磁場，對所述磁控多腳軟體機器人局部進行徑向充磁。

3.如權利要求1所述的充磁系統，其特征在于，所述第一脈沖磁場發生裝置包括軸向背景線圈，所述磁控多腳軟體機器人位于該線圈內部中心處；

該系統工作時，通過向所述軸向背景線圈內通入脈沖電流使其產生軸向磁化磁場，使得所述磁控多腳軟體機器人在該軸向磁化磁場下整體發生軸向磁化。

4.如權利要求1所述的充磁系統，其特征在于，所述第二脈沖磁場發生裝置包括充磁線圈和銅板，該充磁線圈和銅板呈上下方位設置，所述磁控多腳軟體機器人位于該線圈和銅板之間的磁場作用區域；

該系統工作時，位于所述磁控多腳軟體機器人一側的所述充磁線圈內通入脈沖電流，位于所述磁控多腳軟體機器人另一側的銅板感應出反向渦流，二者共同作用產生徑向梯度磁化磁場，使得所述磁控多腳軟體機器人在所述徑向梯度磁化磁場下進行局部徑向充磁。

5.如權利要求1所述的充磁系統，其特征在于，所述電源裝置包括控制開關、儲能電容和保護電感；且所述控制開關、儲能電容、保護電感和所述脈沖磁場發生裝置組成放電回路；其中：

所述控制開關用于觸發導通放電回路，讓放電回路實現通路；

所述儲能電容用于儲存電能并向所述脈沖磁場發生裝置提供脈沖電流；

所述保護電感用于限制放電回路的脈沖電流峰值。

6.一種基于如權利要求1或5所述充磁系統的磁控多腳軟體機器人的充磁方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據磁控多腳軟體機器人的目標形變狀態，確定軸向充磁區域與徑向充磁區域的面積比例和磁化強度比例；

S2、將磁控多腳軟體機器人置于所述第一脈沖磁場發生裝置的磁場作用區域中，對所述磁控多腳軟體機器人整體軸向充磁；

S3、完成所述磁控多腳軟體機器人整體軸向充磁后，將所述磁控多腳軟體機器人置于所述第二脈沖磁場發生裝置的磁場作用區域中，對所述磁控多腳軟體機器人實現指定區域的局部徑向充磁；

S4、在預設驅動磁場的作用下，使完成充磁后的磁控多腳軟體機器人實現目標形變狀態。