[发明专利]基于导电流体的驱动装置、方法及机械臂

权利要求书

1.一种基于导电流体的驱动装置，包括：

导电流体回路系统，包括导电流体储备箱，所述导电流体储备箱具有导电流体出口和入口，用于储备和回收导电流体；

活塞液压缸，包括缸体与活塞，并且活塞液压缸内具有导电流体，所述活塞液压缸与所述导电流体回路系统连接，构成导电流体循环系统；

电磁场系统，包括设置在缸体两侧的电极，以及设置在另外两侧的电磁铁，其中，

电极贴合在活塞液压缸缸体的两侧，形成一个均匀恒定且可调节的电场；

电磁铁，包括N极和S极，将N极和S极置于缸体外另外两侧相对，垂直于电场放置，用于产生垂直于电场的均匀磁场。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，

所述活塞液压缸缸体下部开口，在推送进程，由于缸体空间变大，导电流体从开口处补充；在回转进程，活塞退回，导电流体从开口处被挤压出去。

3.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，所述电极为方形圆弧形状，弧形曲率与缸体一致，能够完全与缸体粘合，电极圆弧对应的中心角为90°，且对称布置，缸体上下两侧留空以供活塞运作；

电磁铁宽度大于缸体的外尺寸，保证液体缸完全处于均匀磁场下。

4.根据权利要求2所述的驱动装置，其中，

所述电极连接电流控制器与电源形成回路，通过电流控制器控制施加在电极两端的电流大小。

5.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，

所述电极采用的材料为强导电性金属；

所述导电流体采用常温下易流动或为液体的液态金属、磁流体、纳米导电液或纳米金属球粉；

所述活塞液压缸缸体内壁使用绝缘材质，活塞与缸体之间采用密闭橡胶进行封闭化处理。

6.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，所述导电流体回路系统还包括：

过滤器，包括第一过滤器和第二过滤器，分别连接导电流体储备箱的出口和进口，用于过滤导电流体介质中的杂质；

单向阀，连接在导电流体储备箱的出口的第一过滤器之后，用于控制导电流体在回路中的流动方向，在导电流体回路进口防止回流；

节流阀，包括第一节流阀和第二节流阀，第一节流阀设置于单向阀与液压缸缸体进口之间，第二节流阀设置于液压缸缸体出口与第二过滤器之间，用于控制导电流体在回路中的速度和流量。

7.根据权利要求1所述的驱动装置，其中，导电流体储备箱使用不与导电流体发生反应的材料制作而成。

8.一种基于导电流体的驱动方法，采用权利要求1-7中任一项所述的驱动装置，该方法包括：

在活塞液压缸缸体两侧施加平行电场，并利用电流控制器控制输出电流大小；

在垂直于电场方向上布置均匀的磁场；

导电流体在磁场与电场的作用下生成垂直于电磁场方向的安培力，导电流体顺着安培力方向流动，从而推动活塞运作。

9.根据权利要求8所述的利用导电流体在磁场和电场中驱动的方法，其中，所述缸体两侧添加两个电极被加电压产生电场，电流范围在0～1000A；所述电磁体通电产生垂直于电场的均匀磁场，均匀磁场的强度为0～50000Gs。

10.一种机械臂，其中，包括如权利要求1-7任一项所述的基于导电流体的驱动装置，通过该驱动装置对机械臂关节进行驱动。