[发明专利]一种仿变色龙舌头的柔性电磁弹性体装置及其制作方法

说明书

本发明属于生物仿生技术领域，并公开了一种仿变色龙舌头的柔性电磁弹性体装置及其制作方法，所述装置包括电磁线圈、套筒、阻挡结构、软体舌头和金属块，其中，套筒的内部为圆柱形的第一中空结构，套筒的外部根据弹射力大小设有所述电磁线圈，阻挡结构设于所述第一中空结构的一端，软体舌头包括弹射部件和伸出部件。本发明还公开了相应装置的制作方法。本发明能够较好地模拟变色龙舌头的弹射过程，同时还具有结构紧凑，耗能小，弹射速度快，可自动回复等优点，利用柔性电磁材料自身存在的电磁耦合/相互作用的特点，只需要一个瞬间的放电过程即可实现变色龙舌头的弹射进而驱动整个躯体，降低了所需的电压和能耗，同时机械能转换效率也较高。

技术领域

本发明属于生物仿生术领域，更具体地，涉及一种仿变色龙舌头的柔性电磁弹性体装置及其制作方法。

背景技术

仿生学是近年来发展起来的工程技术与生物科学相结合的交叉学科，是在人类模仿自然的过程中发展起来的学科。通过对一些关于植物和动物的结构进行研究和改进得到超越了人类自身在此方面的技术设计方案的。植物和动物在几百万年的自然进化当中不仅完全适应自然而且其程度接近完美。仿生学试图在技术方面模仿动物和植物在自然中的功能，这种技术就叫仿生技术。目前国内外生物质的利用方式主要有燃烧、热解与气化等方式。由于生物质的能量密度相对较低，且含有较高的水分、挥发分以及碱金属和碱土金属等，直接燃烧会造成结渣、结焦等问题。热解可以将生物质中的挥发分转化为生物油和热解气等产品，是生物质利用的重要技术之一。

柔性电磁材料通常是三种(聚合物/电学/磁学)或三种以上的材料构成的复合材料体系，这类材料可以感知环境的刺激然后采取一定的措施进行适度响应。具有在外加电/磁场下可调控的、预计的性能，同时其自身存在的电磁耦合/相互作用。对柔性电磁材料的研究涉及到了材料科学的最前沿领域，对经济、社会、国家安全和科学技术自身发展有着十分重要影响。增材制造技术也是近年来迅猛发展的一种新技术，不同于传统的去材制造和等材制造，增材制造是基于逐层堆积的思想来进行三维几何形体的成形的。可快速精密地制造出任意复杂形状的零件，从而实现了零件自由制造，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且产品结构越复杂，其制造速度的作用就越显著。

现有技术在仿变色龙舌头方面仍然存在响应速度慢，稳定性不高，造价高昂等不足，因此，本领及亟需提出一种仿生变色龙舌头的弹性体装置，以解决现有技术中变色龙舌头仿生响应速度慢，稳定性不高的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供了一种仿变色龙舌头的柔性电磁弹性体装置及其制作方法，能够较好地模拟变色龙舌头的弹射过程，同时还具有结构紧凑，耗能小，弹射速度快，可自动回复等优点，利用柔性电磁材料自身存在的电磁耦合/相互作用的特点，只需要一个瞬间的放电过程即可实现变色龙舌头的弹射进而驱动整个躯体，大大降低了所需的电压和能耗，同时机械能转换效率也较高，此外还具有诸如快速响应、弹射速度快、稳定性好、辅助装置少等优点。

为实现上述目的，本发明提出了一种仿变色龙舌头的柔性电磁弹性体装置，其特征在于，包括电磁线圈、套筒、阻挡结构、软体舌头和金属块，其中，

所述套筒的内部为圆柱形的第一中空结构，所述套筒的外部缠绕有所述电磁线圈，该电磁线圈在通电状态下在所述套筒四周产生电磁场；

所述阻挡结构设于所述第一中空结构的一端，所述软体舌头包括弹射部件和定位部件，其中，所述弹射部件设于所述第一中空结构内，所述定位部件设于所述第一中空结构外部，且与所述弹射部件连接；所述弹射部件内部设有第二中空结构，所述第二中空结构内设有与所述第一中空结构同轴的金属块；

所述金属块在所述电磁场的作用下带动所述软体舌头发生定量弹射作用，并在阻挡结构的阻挡作用下减速，同时软体舌头利用自身的弹性弹回来以实现仿变色龙舌头的弹射回收的过程。

进一步的，所述第一中空结构远离所述阻挡结构的一端为喇叭状结构。