[发明专利]一种使用磁流变塑性体的可控粘附装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种使用磁流变塑性体的可控粘附装置及其制备方法，该可控粘附装置包括磁流变塑性体模块以及电磁铁，其中，磁流变塑性体模块设置有多个，磁流变塑性体模块包括磁流变塑性体内芯及包裹在磁流变塑性体内芯外的弹性外壳，各个磁流变塑性体模块呈阵列分布；电磁铁包括线圈以及导磁骨架，线圈设置于导磁骨架内，各个磁流变塑性体模块设置于导磁骨架上；本发明提供的可控粘附装置包括封装于弹性外壳中的磁流变塑性体以及电磁铁，通过控制电流调节磁场大小改变阵列结构刚度及表面形貌特性，调节粘附力大小，在制备过程中，无需采用光刻与微纳加工等复杂工艺，便于制造，成本低，可在特性环境(空天环境)中应用。

技术领域

本发明涉及机械自动化生产设备技术领域，特别涉及一种使用磁流变塑性体的可控粘附装置及其制备方法。

背景技术

对粘附力的控制是实现抓取与释放的一种重要形式，在机械化和自动化生产，人体仿生，机器人制造技术等领域有着重要的应用。已有对粘附力控制的方法有热控制、激光控制、压力控制以及电场控制等。这些结构的制备通常需要光刻与微纳加工等工艺，工艺要求复杂，价格昂贵，且通常需要配备复杂的控制模块，制约了其推广应用及在特性环境(空天环境)中的应用，因而亟需设计一种结构简洁，制备方法简单且成本低的可控粘附装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种结构简洁，制备方法简单且成本低的使用磁流变塑性体的可控粘附装置。

本发明的第二个目的在于提供一种上述可控粘附装置的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种使用磁流变塑性体的可控粘附装置，包括：

多个磁流变塑性体模块，所述磁流变塑性体模块包括磁流变塑性体内芯及包裹在磁流变塑性体内芯外的弹性外壳，各个所述磁流变塑性体模块呈阵列分布；

电磁铁，包括线圈以及导磁骨架，所述线圈设置于所述导磁骨架内，各个所述磁流变塑性体模块设置于所述导磁骨架上。

优选地，各个所述磁流变塑性体模块的磁流变塑性体内芯全部或部分位于所述导磁骨架的边界范围内。

优选地，所述磁流变塑性体内芯包括聚氨酯基体以及软磁性颗粒，所述软磁性颗粒的体积分数超过20％且初始剪切模量小于0.1MPa。

优选地，所述磁流变塑性体模块呈圆柱形，弹性外壳远离所述导磁骨架的一端的壁厚与所述磁流变塑性体模块的直径之比不高于0.1。

优选地，所述磁流变塑性体模块的直径为2mm-5mm。

优选地，所述弹性外壳远离所述导磁骨架的一端的壁厚为50μm-500μm，所述弹性外壳靠近所述导磁骨架的一端的壁厚小于1mm。

优选地，所述磁流变塑性体内芯呈圆柱形。

优选地，所述磁流变塑性体内芯的高度为1mm-1.4mm，所述磁流变塑性体内芯的直径为1mm-4.4mm。

优选地，所述磁流变塑性体内芯远离所述导磁骨架一端的端面为平面、凸面、凹面或凹凸面。

优选地，所述线圈在所述磁流变塑性体内芯所在位置处产生的磁感应强度不低于0.15特斯拉。

一种使用磁流变塑性体的可控粘附装置的制备方法，包括步骤：

制作凸模以及凹模，所述凸模上设置有多个阵列分布的凸起，所述凹模上设置有多个阵列分布的凹槽，所述凸模能够与所述凹模配合围成型腔，所述型腔用于形成具有多个内芯槽的第一壳体；

制作第一壳体，在所述凹模中注入硅橡胶，然后将所述凸模与所述凹模合模，并进行硫化以形成所述第一壳体；