[实用新型]一种磁流变智能防滑皮肤

说明书

技术领域

 本实用新型属于一种机器人皮肤，具体涉及一种磁流变智能防滑皮肤。

背景技术

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：201010609734.1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。

发明内容

为了克服现有机器人皮肤用于机器人的手部的不足，本实用新型提出了一种磁流变智能皮肤。

本实用新型的技术方案如下：一种磁流变智能防滑皮肤，其包括工作单元、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，阻尼体的中部为圆柱形，而阻尼体的两端均为半球体形，在阻尼体的中部绕有励磁线圈，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，支撑杆的一端与阻尼体的一端固定，支撑杆的另一端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从底板引出，补偿气囊固定在圆筒内的底板上，在圆筒内充满了磁流变液，在平垫的一个平面上分布有多平底个盲孔，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，平垫和半球壳由高分子弹性材料构成，圆筒和阻尼体由导磁材料构成。

本实用新型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被分隔成上、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的电磁场强度为零，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两端为球形的电磁铁，因电磁铁产生的磁力线垂直于其表面，因此，阻尼体两端球形部分产生的磁力线使阻尼体上、下两端的磁流变液的粘度提高，而阻尼体中部圆柱部分产生的磁力线则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，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，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。