液态金属驱动的自驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种液态金属驱动的自驱动装置，包括电极组、液态金属液滴组及控制电极组中各个电极电压的运动控制模块，电极组安装在电极安装板上，液态金属液滴组包括多个液态金属液滴，液态金属液滴均位于金属容纳件内，液态金属液滴位于电解液中，电极的底端位于电解液中。在本申请提供的自驱动装置中，根据实际物体驱动和承载需要，通过运动控制模块控制电极组中各个电极的电路，进而实现自驱动装置运动，进而实现物体驱动和承载。

Self-driving device driven by liquid metal

The utility model discloses a self-driving device driven by liquid metal, which comprises an electrode group, a liquid metal droplet group and a motion control module for controlling the voltage of each electrode in the electrode group. The electrode group is mounted on the electrode mounting plate. The liquid metal droplet group comprises a plurality of liquid metal droplets. The liquid metal droplets are all located in the metal containing parts, and the liquid metal droplets are located in the electrolyte. The bottom of the electrode is in the electrolyte. In the self-driving device provided in this application, according to the need of actual object driving and loading, the circuit of each electrode in the electrode group is controlled by the motion control module, thus realizing the movement of the self-driving device, and then realizing the object driving and loading.

【技术实现步骤摘要】
液态金属驱动的自驱动装置
本技术涉及智能机器人操控
，特别涉及一种液态金属驱动的自驱动装置。
技术介绍
液态金属是指熔点位于室温范围内的金属，其中镓基液态金属作为一种熔点低于室温的新型热门材料，具有很多优良特性，具体的，具有良好的导电、导热性、较大的表面张力、良好的柔性，并且在正常状态下基本无毒，因此广泛使用。当具有镓基的液态金属浸在溶液中，在电场的作用下，液态金属液滴表面不同位置张力不同，进而液滴会产生运动，方向朝着正极，且最大速度会随着电场强度的增加而增大。目前液态金属驱动主要用于MEMS、微流体及3D打印机等方面，但是没有在机器人，尤其是柔性机器人实现物体驱动和承载，导致液态金属驱动的自驱动装置的应用范围较窄。因此，如何实现自驱动装置的物体驱动和承载，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种液态金属驱动的自驱动装置，以实现自驱动装置的物体驱动和承载。为实现上述目的，本技术提供一种液态金属驱动的自驱动装置，包括：电极组，所述电极组安装在电极安装板上；液态金属液滴组，所述液态金属液滴组包括多个液态金属液滴，所述液态金属液滴均位于金属容纳件内，所述液态金属液滴位于电解液中；及控制所述电极组中各个电极电压的运动控制模块，所述电极的底端位于所述电解液中。优选地，所述金属容纳件上设有多个用于容纳所述液态金属液滴的液滴容纳腔，所述液态金属液滴与所述液滴容纳腔一对一对应。优选地，还包括覆盖在所述液态金属液滴上方的液滴盖板，所述液滴盖板与所述金属容纳件固定连接，所述液滴盖板上设有与所述液滴容纳腔连通的滴液孔。优选地，还包括顶部盖板，所述运动控制模块安装在所述顶部盖板上，所述顶部盖板下方设有用于容纳所述运动控制模块的模块安装槽，所述电极位于所述运动控制模块下方，且与所述运动控制模块固定连接。优选地，还包括电极支撑柱，所述电极支撑柱的上下两端分别与所述电极安装板和所述金属容纳件连接，所述电极的底端与用于容纳所述电解液的电解液池的底部间隔。优选地，所述电极为八个，八个所述电极两个为一个电极单元，四个所述电极单元呈十字形布置在所述金属容纳件侧壁。优选地，多个所述液态金属液滴呈阵列布置，所述电极分布在呈阵列布置的所述液态金属液滴组对称轴相对两侧。优选地，还包括设置在所述顶部盖板上表面的显示灯。优选地，所述运动控制模块包括电路、传感器及控制电压的控制器，所述控制器与所述传感器通过电路连接。优选地，所述液态金属液滴为常温下呈液态的镓基合金。在上述技术方案中，本技术提供的液态金属驱动的自驱动装置包括电极组、液态金属液滴组及控制电极组中各个电极电压的运动控制模块，电极组安装在电极安装板上，液态金属液滴组包括多个液态金属液滴，液态金属液滴均位于金属容纳件内，液态金属液滴位于电解液中，电极的底端位于电解液中。自驱动装置工作时，液态金属液滴形成自驱动装置的“车轮”，通过运动控制模块控制电极组中各个电极产生不同的力，根据需要实现不同的工作方式，最终实现物体驱动和承载。通过上述描述可知，在本申请提供的自驱动装置中，根据实际物体驱动和承载需要，通过运动控制模块控制电极组中各个电极的电路，进而实现自驱动装置运动，进而实现物体驱动和承载。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例所提供的自驱动装置的结构示意图；图2为图1所示自驱动装置的分解图；图3为本技术实施例所提供的自驱动装置进行直线运动时电极电电压分布图；图4为本技术实施例所提供的自驱动装置进行旋转运动时电极电压分布图。其中图1-4中：1-显示灯、2-顶部盖板、3-电路、4-传感器、5-控制器、6-第一电极、7-第二电极、8-第三电极、9-第四电极、10-第五电极、11-第六电极、12-第七电极、13-第八电极、14-固定环、15-电极安装板、16-电池、17-电极支撑柱、18-液滴盖板、19-金属容纳件、20-液态金属液滴、21-电解液、22-电解液池。具体实施方式本技术的核心是提供一种液态金属驱动的自驱动装置，以实现自驱动装置的物体驱动和承载。为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和实施方式对本技术作进一步的详细说明。请参考图1至图4，在一种具体实施方式中，本技术具体实施例提供的液态金属驱动的自驱动装置包括电极组、液态金属液滴组及控制电极组中各个电极电压的运动控制模块，电极组安装在电极安装板15上，为了提高连接强度，优选，电极通过固定环14固定在电极安装板15上，具体的，固定环14与电极一对一对应。液态金属液滴组包括多个液态金属液滴20，液态金属液滴20均位于金属容纳件19内，液态金属液滴位于电解液21中，电极的底端位于电解液21中。为了减少摩擦，提高工作效率，优选，液态金属液滴20的低端凸出于金属容纳件19的低端。电解液21是碱性电解液、中性电解液或酸性电解液，能够在接入电源之后形成电场以及相应电流。液态金属液滴20是利用液态金属定量注射形成的球状液态金属液滴20，液态金属为熔点在室温范围内的镓金属或镓基合金。运动控制模块可以在运载结构之外或者集成在运载结构上，通过有线或遥控的方式调节加载在液态金属液滴20上的电压值，从而调节自驱动装置的运动方向以及速度。具体的，电极组中的电极可以呈十字形、方形等形状排布。自驱动装置工作时，根据实际运动需要通过控制模块设定运动参数，自驱动装置加电运动时，液态金属液滴20形成自驱动装置的“车轮”，根据设定值给初始电压启动自驱动装置使其运动，此时控制模块的传感器4会几乎实时获得自驱动装置的运动参数，然后经过控制算法比较设定值和实际值并输出所需的的电压，来调整运动参数，使实际值能够快速接近设定值。其中，设定值可以不为一个定值，而是在随时间变化，那么自驱动装置也可以在控制下改变自己的运动状态，控制算法保证装置按照设定来运动。在运动过程中，通过金属容纳件19包裹覆盖液态金属液滴20提供支撑给自驱动装置；在电极组和电源的作用下，液态金属液滴20产生推进力或者旋转力矩，实现装置的自驱动；在控制模块的作用下下，控制装置的运动状态，使得自驱动装置可控，其中控制算法为常规液态金属运动的控制算法，本申请不在详细叙述。通过上述描述可知，在本申请具体实施例所提供的自驱动装置中，根据实际物体驱动和承载需要，通过运动控制模块控制电极组中各个电极的电路3，使得自驱动装置在电解液21中能够被控制做出平移、旋转等运动，通过程序控制，可以将各种运动组合，做出复杂的运动。自驱动装置可以程序控制加载在电极上的电压的通断和占空比，即可改变电极上的等效电压的大小。对应地，液态金属液滴20产生不同大小和方向的力，进而改变整个自驱动装置受到的推动力的大小和方向，自驱动装置可在控制下做出对应的运动，进而实现物体驱动和承载。另一方面，该自驱动装置设计结构紧凑，工作无噪音，无机械磨损，功耗低，既可以做到微型体积和微小重量，也可以做成具有大推进力和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态金属驱动的自驱动装置，其特征在于，包括：电极组，所述电极组安装在电极安装板(15)上；液态金属液滴组，所述液态金属液滴组包括多个液态金属液滴(20)，所述液态金属液滴(20)均位于金属容纳件(19)内，所述液态金属液滴(20)位于电解液(21)中；及控制所述电极组中各个电极电压的运动控制模块，所述电极的底端位于所述电解液(21)中。

【技术特征摘要】
1.一种液态金属驱动的自驱动装置，其特征在于，包括：电极组，所述电极组安装在电极安装板(15)上；液态金属液滴组，所述液态金属液滴组包括多个液态金属液滴(20)，所述液态金属液滴(20)均位于金属容纳件(19)内，所述液态金属液滴(20)位于电解液(21)中；及控制所述电极组中各个电极电压的运动控制模块，所述电极的底端位于所述电解液(21)中。2.根据权利要求1所述的自驱动装置，其特征在于，所述金属容纳件(19)上设有多个用于容纳所述液态金属液滴(20)的液滴容纳腔，所述液态金属液滴(20)与所述液滴容纳腔一对一对应。3.根据权利要求1所述的自驱动装置，其特征在于，还包括覆盖在所述液态金属液滴(20)上方的液滴盖板(18)，所述液滴盖板(18)与所述金属容纳件(19)固定连接，所述液滴盖板(18)上设有与所述液滴容纳腔连通的滴液孔。4.根据权利要求1所述的自驱动装置，其特征在于，还包括顶部盖板(2)，所述运动控制模块安装在所述顶部盖板(2)上，所述顶部盖板(2)下方设有用于容纳所述运动控制模块的模块安装槽，所述电极位于所述运动控制模块下方，且与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世武，李祥祥，伍建，李相鹏，唐诗杨，李卫华，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34