软性材料及使其形变的方法、软体机器人技术

一种软性材料，其包括一薄膜层及一被所述薄膜层包覆的凝胶体系，所述薄膜层的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲苯、聚丙乙烯、橡胶及尼龙，所述凝胶体系其包括一凝胶体及一盐溶液，所述凝胶体呈高分子网络结构，所述凝胶体为阴离子凝胶体或阳离子凝胶体，所述盐溶液充满于所述高分子网络结构空隙中，所述软性材料在初始状态时，所述薄膜层不带电且所述凝胶体系处于静电平衡状态，当所述薄膜层带正电荷时，所述凝胶体系的静电平衡被破坏，使得所述凝胶体膨胀或皱缩。

Soft Material and Its Deformation Method, Soft Robot

A soft material comprises a thin film layer and a gel system covered by the film layer. The material of the film layer is selected from two polymethylsiloxane, polytetrafluoroethylene, polymethyl methacrylate, polyxylene, polypropene, rubber and nylon. The gel system comprises a gel and a salt solution, and the gel is a polymer network structure. The body is an anionic gel or cationic gel, and the salt solution is filled with gaps in the structure of the polymer network. When the soft material is in the initial state, the film layer is not charged and the gel system is in an electrostatic equilibrium state. When the film layer is positively charged, the electrostatic balance of the gel system is destroyed, so that the gel expands or shrinks.

【技术实现步骤摘要】
软性材料及使其形变的方法、软体机器人
本专利技术涉及一种软性材料、使所述软性材料形变的方法及应用所述软性材料的软体机器人。
技术介绍
随着科技的发展，机器人越来越被人们关注，且越来越多的机器人应用于各个领域。然而，现有的机器人其动作往往需要程序的控制及电力的支持才能实现。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种无需通电的即可发生形变的软性材料。另，还有必要提供一种使上述软性材料形变的方法及应用上述软性材料的机器人。一种软性材料，其包括一薄膜层及一被所述薄膜层包覆的凝胶体系，所述薄膜层的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲苯、聚丙乙烯、橡胶及尼龙中的一种，所述凝胶体系其包括一凝胶体及一盐溶液，所述凝胶体呈高分子网络结构，所述凝胶体为阴离子凝胶体或阳离子凝胶体，所述盐溶液充满于所述高分子网络结构空隙中，所述软性材料在初始状态时，所述薄膜层不带电且所述凝胶体系处于静电平衡状态，当所述薄膜层带正电荷时，所述凝胶体系的静电平衡被破坏，使得所述凝胶体膨胀或皱缩。一种使软性材料形变的方法，其包括以下步骤：提供一软性材料，其包括一薄膜层及一被所述薄膜层包覆的凝胶体系，所述薄膜层的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲苯、聚丙乙烯、橡胶及尼龙中的一种，所述凝胶体系其包括一凝胶体及一盐溶液，所述凝胶体呈高分子网络结构，所述凝胶体为阴离子凝胶体或阳离子凝胶体，所述盐溶液充满于所述高分子网络结构空隙中，所述软性材料在初始状态时，所述薄膜层不带电且所述凝胶体系处于静电平衡状态；以及摩擦所述软性材料，使得所述薄膜层带正电荷，从而使得所述凝胶体系原有的静电平衡被破坏，所述凝胶体系中的阴离子靠近所述薄膜层聚集，使得所述阴离子与所述凝胶体相互排斥或吸引，当所述阴离子与所述凝胶体相互排斥时，所述凝胶体膨胀从而使得所述软性材料形变，当所述阴离子与所述凝胶体相互吸引时，所述凝胶体皱缩从而使得所述软性材料形变。一种软体机器人，其包括至少一机械手掌，每一机械手掌包括多个上述软性材料制得的手掌关节。本专利技术的上述软性材料，无需外加控制的电子元件仅需通过外界物体(如人的手掌)与其摩擦便可发生形变，该软性材料的形变实现相较于需电子元件控制的形变更加简单、节能。附图说明图1是本专利技术实施方式提供的软性材料的剖视图。图2是本专利技术实施方式提供的软体机器人的结构示意图。主要元件符号说明软性材料1薄膜层10凝胶体系13凝胶体131阳离子A阴离子B软体机器人2手掌20如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。请参阅图1，本专利技术较佳实施方式提供一种软性材料1，其包括一薄膜层10及一被所述薄膜层10包覆的凝胶体系13。所述薄膜层10不带电荷，其材质选自聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲苯、聚丙乙烯、橡胶及尼龙。所述薄膜层10在人体(如手掌)摩擦下容易带电。本实施方式中，所述薄膜层10的厚度为100纳米～0.2毫米。在其他实施方式中，所述薄膜层10的厚度可根据需要进行调整。所述凝胶体系13具有电场响应性且处于静电平衡状态。所述凝胶体系13包括一凝胶体131及一盐溶液。所述凝胶体131呈高分子网络结构，所述盐溶液充满于所述高分子网络结构空隙中。所述凝胶体131为一阴离子凝胶体或一阳离子凝胶体。所述阴离子凝胶体是指其高分子网络结构上键接有可电离基团，且所述可电离基团电离后所述高分子网络结构上键接有带负电荷的阴离子。本实施方式中，所述阴离子凝胶体为一带有羧酸基团的高分子网络结构，如聚丙烯酸。所述阳离子凝胶体是指其高分子网络结构上键接有可电离基团，且所述可电离基团电离后所述高分子网络结构上键接有带正电荷的阳离子。本实施方式中，所述阳离子凝胶体为一带有氨基的高分子网路结构，如壳聚糖、聚烯丙基胺等。所述盐溶液中包括阳离子A及阴离子B，其中所述阳离子A为金属离子或铵根离子，所述阴离子B为酸根离子，如所述盐溶液中可包含氯化钠、氯化钾、碳酸钠、硫酸钠及硫酸氢钠等本领域常用的盐类化合物中的一种或多种。本实施方式中，当所述凝胶体131为一阴离子凝胶体时，所述凝胶体系13的酸度系数PKa为3～4，所述凝胶体131中的可电离基团在所述盐溶液中部分电离且电离的基团分散地键接在所述凝胶体131上，从而使得盐溶液中的阳离子A及阴离子B在所述凝胶体系13中均匀分散，使得所述凝胶体系13即所述软性材料1的维持静电平衡状态。当所述凝胶体131为一阳离子凝胶体时，所述凝胶体系13的酸度系数PKa为9～9.5，所述凝胶体131所述凝胶体131中的可电离基团在所述盐溶液中部分电离且电离的基团分散地键接在所述凝胶体131上，从而使得盐溶液中的阳离子A及阴离子B在所述凝胶体系13中均匀分散，使得所述凝胶体系13即所述软性材料1的维持静电平衡状态。本专利技术较佳实施方式还提供一种使软性材料1形变的方法，其包括以下步骤：步骤S1，提供一软性材料1，其包括一薄膜层10及一被所述薄膜层10包覆的凝胶体系13。所述薄膜层10的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲苯、聚丙乙烯、橡胶及尼龙。所述薄膜层10在外界物体(如手掌)的摩擦下容易带电。本实施方式中，所述薄膜层10的厚度为100纳米～0.2毫米。在其他实施方式中，所述薄膜层10的厚度可根据需要进行调整。所述凝胶体系13具有电场响应性且处于静电平衡状态。所述凝胶体系13包括一凝胶体131及一盐溶液。所述凝胶体131为一高分子网络结构，所述盐溶液充满于所述高分子网络结构空隙中。所述凝胶体131为一阴离子凝胶体或一阳离子凝胶体。所述阴离子凝胶体是指其高分子网络结构上键接有可电离基团，且所述可电离基团电离后所述高分子网络结构上键接有带负电荷的阴离子。本实施方式中，所述阴离子凝胶体为一带有羧酸基团的高分子网络结构，如聚丙烯酸。所述阳离子凝胶体是指其高分子网络结构上键接有可电离基团，且所述可电离基团电离后所述高分子网络结构上键接有带正电荷的阳离子。本实施方式中，所述阳离子凝胶体为一带有氨基的高分子网路结构，如壳聚糖、聚烯丙基胺等。所述盐溶液中包括阳离子A及阴离子B，其中所述阳离子A为金属离子或铵根离子，所述阴离子B为酸根离子，如所述盐溶液中可包含氯化钠、氯化钾、碳酸钠、硫酸钠及硫酸氢钠等本领域常用的盐类化合物中的一种或多种。本实施方式中，当所述凝胶体131为一阴离子凝胶体时，所述凝胶体系13的酸度系数PKa为3～4，所述凝胶体131中的可电离基团在所述盐溶液中部分电离且电离的基团分散地键接在所述凝胶体131上，从而使得盐溶液中的阳离子A及阴离子B在所述凝胶体系13中均匀分散，使得所述凝胶体系13即所述软性材料1的维持静电平衡状态。当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软性材料，其包括一薄膜层及一被所述薄膜层包覆的凝胶体系，所述薄膜层的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲苯、聚丙乙烯、橡胶及尼龙中的一种，所述凝胶体系其包括一凝胶体及一盐溶液，所述凝胶体呈高分子网络结构，所述凝胶体为阴离子凝胶体或阳离子凝胶体，所述盐溶液充满于所述高分子网络结构空隙中，所述软性材料在初始状态时，所述薄膜层不带电且所述凝胶体系处于静电平衡状态，当所述薄膜层带正电荷时，所述凝胶体系的静电平衡被破坏，使得所述凝胶体膨胀或皱缩。

【技术特征摘要】
1.一种软性材料，其包括一薄膜层及一被所述薄膜层包覆的凝胶体系，所述薄膜层的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲苯、聚丙乙烯、橡胶及尼龙中的一种，所述凝胶体系其包括一凝胶体及一盐溶液，所述凝胶体呈高分子网络结构，所述凝胶体为阴离子凝胶体或阳离子凝胶体，所述盐溶液充满于所述高分子网络结构空隙中，所述软性材料在初始状态时，所述薄膜层不带电且所述凝胶体系处于静电平衡状态，当所述薄膜层带正电荷时，所述凝胶体系的静电平衡被破坏，使得所述凝胶体膨胀或皱缩。2.如权利要求1所述的软性材料，其特征在于，所述薄膜层的厚度为100纳米～0.2毫米。3.如权利要求1所述的软性材料，其特征在于，所述阴离子凝胶体为一带有羧酸基团的高分子网络结构，所述凝胶体系的酸度系数PKa为3～4。4.如权利要求1所述的软性材料，其特征在于，所述阳离子凝胶体为一带有氨基的高分子网路结构，所述凝胶体系的酸度系数PKa为9～9.5。5.一种使软性材料形变的方法，其包括以下步骤：提供一软性材料，其包括一薄膜层及一被所述薄膜层包覆的凝胶体系，所述薄膜层的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲苯、聚丙乙烯、橡胶及尼龙中的一种，所述凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：简秀纹，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44