[实用新型]一种形状自适应的磁控自感知柔性管道

说明书

本实用新型公开了一种形状自适应的磁控自感知柔性管道，包括空心圆柱形流场管道，多匝线圈，多个各向异性磁敏弹性体和压电薄膜传感器，多个各向异性磁敏弹性体中心对称排布于流场管道的横截面上，流场管道相应位置的外表面上被安置多匝线圈，附着在各向异性磁敏弹性体上的压电薄膜传感器感知磁敏弹性体的变形量实现柔性管道的自感知。本实用新型结构简单，材料低廉，功能多样；各向异性磁敏弹性体和压电薄膜传感器的尺寸易于调控，因此流场管道具有优异的形状自适应性；调节多匝线圈通电后在管道内部产生的磁场，来改变多个各向异性磁敏弹性体的离面变形量，从而改变管道的横截面积；通过压电薄膜传感器获知各向异性磁敏弹性体的变形程度，实现自感知。

技术领域

本实用新型涉及一种柔性管道，尤其涉及一种形状自适应的磁控自感知柔性管道。

背景技术

柔性管道较刚性管道而言，具有良好的柔顺性，且对所运送物料损伤小，被广泛应用于食品加工、天然气输送、污水处理等行业。此外，数十到数百微米具有一定弹性的微管道是微流控芯片的重要组成部分，被用来处理或操纵微小流体，在生物医学研究中具有巨大的发展潜力。然而无论是柔性管道还是微管道，它们大多具有固定的横截面积，或者只有打开和关闭两个工况，难以实现物料流速的连续控制。并且，当输运有毒有害物料时，人工开关管道阀门，安全性不高。传统的磁控管道阀门可以通过连接电磁线圈的电源线实现远程控制，但是结构较为复杂。

实用新型内容

本实用新型针对现有柔性管道存在的上述不足，提出一种形状自适应的磁控自感知柔性管道。

本实用新型采用的技术方案为：一种形状自适应的磁控自感知柔性管道，包括：空心圆柱形流场管道，多匝线圈，多个各向异性磁敏弹性体和压电薄膜传感器，其中：多个各向异性磁敏弹性体中心对称排布于流场管道的横截面上，流场管道相应位置的外表面上被安置多匝线圈，附着在各向异性磁敏弹性体上的压电薄膜传感器感知磁敏弹性体的变形量实现柔性管道的自感知。

所述的空心圆柱形流场管道形状自适应。

所述的多匝线圈包括紫铜线圈或铝线圈。

所述的多个各向异性磁敏弹性体的x和y两个方向的尺寸至少是z方向的尺寸的5倍。

所述的多个各向异性磁敏弹性体内部磁性颗粒沿xy平面呈链状或簇状分布。

所述的多个各向异性磁敏弹性体在通电线圈产生的磁场作用下发生离面大变形，从而改变流场管道的横截面积。

所述的多个各向异性磁敏弹性体的抗弯刚度随多匝线圈的电流变化。

所述的压电薄膜传感器包括：压电薄膜，包括聚偏氟乙烯薄膜；位于压电薄膜上下表面的两电极层，包括碳浆或金属浆料；分别与两电极层相连的导线，包括银导线。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

本实用新型结构简单，材料低廉，功能多样。各向异性磁敏弹性体和压电薄膜传感器的大小易于调控，因此流场管道具有优异的形状自适应性；调节多匝线圈通电后在管道内部产生的磁场，来改变多个各向异性磁敏弹性体的离面变形量，从而改变管道的横截面积；通过压电薄膜传感器获知各向异性磁敏弹性体的变形程度，实现自感知，达到磁控变截面柔性管道的精确控制。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种形状自适应的磁控自感知柔性管道的三维示意图；

图2为本实用新型实施例的一种形状自适应的磁控自感知柔性管道的立体装配图；

图3为本实用新型实施例的一种形状自适应的磁控自感知柔性管道的带有局部剖视图的正视图；

图4为本实用新型实施例的另一种形状自适应的磁控自感知柔性管道的立体装配图；

图5为本实用新型实施例的各向异性磁敏弹性体和压电薄膜传感器的结构示意图；