磁流变智能防滑皮肤制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁流变智能防滑皮肤，其包括工作单元和平垫，其中：工作单元由圆筒、底板、半球壳、补偿气囊、支撑杆和阻尼体构成，半球壳固定在圆筒的上端，底板固定在圆筒的下端，阻尼体的形状为球体，阻尼体的直径小于圆筒的内径并留有磁流变液流动的间隙，在阻尼体的外圆周上有槽在槽内绕有励磁线圈，支撑杆的中心有通孔，阻尼体通过支撑杆固定在圆筒内的底板上，补偿气囊固定在圆筒内的底板上，阻尼体上励磁线圈的引出线通过支撑杆中心通孔从底板引出，在圆筒内充满了磁流变液，在平垫的一个平面上分布有多个平底盲孔，平垫的厚度大于圆筒的长度，多个工作单元被固定在平垫的多个平底盲孔内。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种机器人皮肤，具体涉及一种磁流变智能防滑皮肤。
技术介绍
我们知道机器人的手是用于抓取不同物体的，因此，对机器人的手部皮肤应当具有可调整的摩擦力，以适应其抓取不同物体的要求，但现有的机器人皮肤通常采用多种材料和多层结构制成，如中国专利申请号为201010609734. I的“一种机器人皮肤”，尽管这类机器人皮肤用于机器人的身体部分还是比较有效的，若用于机器人的手部则因其摩擦力不可调整而难以适应抓取不同物体的要求。
技术实现思路
为了克服现有机器人皮肤用于机器人的手部的不足，本技术提出了一种磁流变智能防滑皮肤。本技术的技术方案如下一种磁流变智能防滑皮肤，其包括工作单元和平垫，其中工作单元由圆筒、底板、半球壳、补偿气囊、支撑杆和阻尼体构成，半球壳固定在圆筒的上端，底板固定在圆筒的下端，阻尼体的形状为球体，阻尼体的直径小于圆筒的内径并留有磁流变液流动的间隙，在阻尼体的外圆周上有槽在槽内绕有励磁线圈，支撑杆的中心有通孔，阻尼体通过支撑杆固定在圆筒内的底板上，补偿气囊固定在圆筒内的底板上，阻尼体上励磁线圈的引出线通过支撑杆中心通孔从底板引出，在圆筒内充满了磁流变液，在平垫的一个平面上分布有多个平底盲孔，平垫的厚度大于圆筒的长度，多个工作单元被固定在平垫的多个平底盲孔内，而支撑杆由不导磁材料构成，半球壳和平垫由高分子弹性材料构成，圆筒和阻尼体由导磁材料构成。本技术的功能是这样实现的在圆筒内因阻尼体的存在，使圆筒内的磁流变液被阻尼体分隔成上、下两个部分，当阻尼体上的励磁线圈没有通入电流时，在阻尼体外径与圆筒内径之间的环形间隙内电磁场强度为零，此时，圆筒内的磁流变液为液态，液态的磁流变液可顺利通过阻尼体外径与圆筒内径之间的环形间隙在阻尼体的上、下流动；当阻尼体上的励磁线圈通入电流后，使阻尼体成为一个电磁场强度较强的球形电磁铁，因电磁铁产生的磁力线垂直于其表面，因此,球形电磁铁产生的磁力线一方面通过与圆筒内径之间的环形间隙，使该环形间隙内的磁场强度较强，使环形间隙内的磁流变液的粘度较大而呈半固化状态，阻止了圆筒内的磁流变液在阻尼体的上、下两端流动，另一方面在磁力线的作用下，还使阻尼体上、下两端的磁流变液的粘度提高而“固化”，从而使圆筒内“固化”后的磁流变液在阻尼体的两端各自保持着当前的状态。当多个工作单元固定在平垫的多个平底盲孔内并形成了磁流变智能防滑皮肤后，在磁流变智能防滑皮肤的表面就形成了多个球状凸起，将磁流变智能防滑皮肤固定在机器人手部的表面后，当机器手上磁流变智能防滑皮肤的各工作单元的圆筒内的阻尼体的励磁线圈还没有通入电流时，各工作单元的圆筒内的磁流变液呈液态，此时机器手开始抓拿物体，被抓物体的外形与磁流变智能防滑皮肤上的球状凸起就会发生接触，并压迫磁流变智能防滑皮肤上的球状凸起，球状凸起内的液态的磁流变液在受到所拿物体外形的挤压后，将使磁流变智能防滑皮肤上各工作单元圆筒内液态的磁流变液从球状凸起流入到圆筒内，并通过圆筒内阻尼体外径与圆筒内径之间的环形间隙，从阻尼体的上端流到阻尼体的下端，使圆筒底部的补偿气囊被压缩变小，因机器手所拿物体外形的不同，使磁流变智能防滑皮肤表面上的多个球状凸起受压后的变形程度不同；当机器手拿住物体后，对磁流变智能 防滑皮肤上的各工作单元的圆筒内的阻尼体上的励磁线圈通入电流后，使各圆筒内阻尼体上的励磁线圈产生电磁场，在该电磁场的作用下各工作单元的圆筒内的磁流变液因粘度变高而“固化”，圆筒内被“固化”的磁流变液因受到阻尼体外径与圆筒内径之间的环形间隙内较强电磁场的阻隔而不能在阻尼体的上、下流动，使圆筒内磁流变液在阻尼体的两端保持着被挤压时的状态不变，使磁流变智能防滑皮肤表面的球状凸起保持着与机器手所抓物体的外形(也就是将物体“卡”在了机器手的多个球状凸起之间)从而避免了物体的滑落；通过调整进入到磁流变智能防滑皮肤上各工作单元圆筒内阻尼体上的励磁线圈的电流大小，即可调整各圆筒内的磁流变液的粘度大小，使磁流变智能防滑皮肤的摩擦力的大小得到调整，使机器手抓握不同物体时所要求的不同的摩擦力得到了满足。当机器手放下物体后，关断进入磁流变智能防滑皮肤内各工作单元圆筒内阻尼体上励磁线圈的电流，使通过各圆筒内的磁流变液的电磁场强度为零，使磁流变智能防滑皮肤的各工作单元内被“固化”的磁流变液的粘度从半固态迅速变为液态，此时，在各工作单元的圆筒底部的补偿气囊迅速膨胀的挤压下，使各圆筒内液态的磁流变液通过阻尼体外径与圆筒内径之间的环形间隙从阻尼体的下端流回到的阻尼体的上端，使磁流变智能防滑皮肤表面的球状凸起恢复到原始状态，为机器手的下次抓拿物体作好准备。与现有的机器人皮肤相比，本技术的磁流变智能防滑皮肤因其摩擦力可自由调节而更加适用于机器人的手部。附图说明图I是本技术的一种结构示意图。图2是工作单元的一种结构示意图。图3是图2的剖视图。图4是平垫的一种结构示意图。图5是本技术工作单元在工作时的一种示意图。图6是本技术磁流变智能皮肤固定在机器手指上的一种示意图。图7是固定了磁流变智能皮肤的机器手指准备抓住一个鸡蛋的一种示意图。图8是固定了磁流变智能皮肤的机器手指拿住鸡蛋时的一种示意图。图9是图8的剖视图。具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的结构参见图I至图4，此为本技术的一种具体结构，一种磁流变智能防滑皮肤，其包括工作单元17和平垫20，其中工作单元17由圆筒6、底板10、半球壳I、环形补偿气囊7、支撑杆5和阻尼体16构成，由高分子弹性材料构成的半球壳I固定在由导磁材料构成的圆筒6的上端，底板10固定在圆筒6的下端，由导磁材料构成的阻尼体16的形状为球体，阻尼体16的直径小于圆筒6的内径并留有磁流变液流动的环形间隙4，在阻尼体16的外圆周上有槽在槽内绕有励磁线圈13和励磁线圈15,在励磁线圈13和励磁线圈15外加装了保护层14和保护层3，保护层14和保护层3与阻尼体16表面齐平，由不导磁材料构成的支撑杆5的中心有通孔11,阻尼体16通过支撑杆5固定在圆筒6内的底板10上,环形补偿气囊7固定在圆筒6内的底板10上，在环形补偿气囊7内充有一定压力的气体8，阻尼体16上励磁线圈13和励磁线圈15的引出线9通过阻尼体16上的槽12和支撑杆5的中心通孔11从底板10引出，在圆筒6内充满了磁流变液2，平垫20由高分子弹性材料构成，在平垫20的一个平面上分布有多个平底盲孔22，平垫20的厚度大于圆筒6的长度，多个工作单元17被固定在平垫20的多个平底盲孔22内，从而形成磁流变智能防滑皮肤21。以下结合附图5对本技术的一种磁流变智能防滑皮肤的工作状态进行描述:将工作单元17圆筒6内阻尼体16上的励磁线圈13和励磁线圈15的引出线9与控制电源18相连接，在圆筒6内因阻尼体16的存在，使圆筒6内的磁流变液2被阻尼体16分隔成上、下两个部分，当阻尼体16上的励磁线圈13和励磁线圈15没有通入电流时，在阻尼体16外径与圆筒6内径之间的环形间隙4内电磁场强度为零，此时圆筒6内的磁流变液2为液态，因此，当物体19挤压工作单元17的半球壳I时，半球壳I内液态的磁流变液2可顺利通过圆筒6内阻尼体16外径与圆筒6内径之间的环形间隙4，从阻尼体16的上部流到阻尼体16的下部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁流变智能防滑皮肤，其包括工作单元和平垫，其特征在于：所述工作单元由圆筒、底板、半球壳、补偿气囊、支撑杆和阻尼体构成，半球壳固定在圆筒的上端，底板固定在圆筒的下端，所述阻尼体的形状为球体，阻尼体的直径小于圆筒的内径并留有磁流变液流动的间隙，在阻尼体的外圆周上有槽在槽内绕有励磁线圈，支撑杆的中心有通孔，阻尼体通过支撑杆固定在圆筒内的底板上，补偿气囊固定在圆筒内的底板上，阻尼体上励磁线圈的引出线通过支撑杆中心通孔从底板引出，在圆筒内充满了磁流变液；所述平垫的一个平面上分布有多个平底盲孔，平垫的厚度大于圆筒的长度，多个工作单元被固定在平垫的多个平底盲孔内。

【技术特征摘要】
1.一种磁流变智能防滑皮肤，其包括工作单元和平垫，其特征在于所述工作单元由 圆筒、底板、半球壳、补偿气囊、支撑杆和阻尼体构成，半球壳固定在圆筒的上端，底板固定 在圆筒的下端，所述阻尼体的形状为球体，阻尼体的直径小于圆筒的内径并留有磁流变液 流动的间隙，在阻尼体的外圆周上有槽在槽内绕有励磁线圈，支撑杆的中心有通孔，阻尼体 通过支撑杆固定在圆筒内的底板上，补偿气囊固定在圆筒内的底板上，阻尼体上励磁线圈 的引出线通过支撑杆中心通孔从底板引出，在圆筒内充满了磁流变液；所述平垫的一个平 面上分布有多个平底盲...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭和平，谢宁，刘强，谭晓婧，
申请(专利权)人：谭晓婧，
类型：实用新型
国别省市：