[发明专利]一种气压驱动容腔式柔性变色薄膜及方法

说明书

本发明提出一种气压驱动容腔式柔性变色薄膜，包括有色液体容腔、两容腔之间的弹性薄膜、无色气体容腔，所述有色液体容腔与微量流体控制系统装置相连接；有色液体容腔与两容腔之间的弹性薄膜相连接，两容腔之间的弹性薄膜与无色气体容腔相连接，无色气体容腔与气泵装置相连接，通过在气体容腔内吸出一定量的无色气体，则弹性薄膜向气体容腔侧产生变形，液体容腔体积增加，压力降低，有色液体被吸入，薄膜液体腔体发生形变，使薄膜完成变色；本发明通过在容腔中通入不同颜色的液体来实现薄膜面自动变色，整个过程通过微控制系统气体驱动无色气体容腔的膨胀和压缩来调控有色微流体流入或流出薄膜内部透明容腔，从而实现薄膜自身颜色改变的功能。

技术领域

本发明涉及变色薄膜技术领域，特别是指一种气压驱动容腔式柔性变色薄膜及方法。

背景技术

传统的可见光变色方法是在物体的表面涂上与背景颜色一致的迷彩或在物体表面罩上变色网。这些手段虽然实施起来较简单，但隐身效果只适用于静止目标或目标在变化不大的背景下运动的情况，因而影响了机器人或隐形设备的机动性。为了克服传统变色技术的缺陷，科研人员积极探索和研究基于“智能”变色材料的动态隐身技术，以适应周围复杂多变的背景环境。目前, 研究较多的有热致变色、光致变色和电致变色材料等，可应用于智能穿戴的外层变色外罩，其亮度和颜色会随着背景光的改变而相应地改变。但“智能”变色材料存在着变色速度慢、性能不稳定的缺点。液晶材料和 LED 光源也曾被用于变色眼镜和服装变色的研究中，但这两种材料很难实现自然的变色效果。随着研究人员对透光度高的柔性薄膜材料和微流体自适应变色原理的深入研究，为此利用微流体薄膜的颜色调整，能够解决上述技术问题。

发明内容

针对现有可见光变色材料难以解决的变色速度慢、性能不稳定、色彩变化单一等技术问题，本发明提出了一种气压驱动容腔式柔性变色薄膜及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种气压驱动容腔式柔性变色薄膜，包括：无色气体控制系统装置和有色液体容腔变色薄膜，所述有色液体容腔变色薄膜，包括上层PMMA板（101）、有色液体容腔（102）、有色液体入口（103）、有色液体出口（104）、两容腔之间的PMMA弹性薄膜（105）、无色气体容腔（106）、无色气体入口（107）、无色气体出口（108）和下层PMMA板（110）；上层PMMA板（101）与有色液体容腔（102）相连接，有色液体容腔（102）与有色液体入口（103）和有色液体出口（104）相连通，有色液体容腔（102）与两容腔之间的PMMA弹性薄膜（105），两容腔之间的PMMA弹性薄膜（105）与无色气体容腔（106）相连接，无色气体容腔（106）与无色气体入口（107）和无色气体出口（108）相连通，无色气体容腔（106）与下层PMMA板（110）相连接；所述无色气体控制系统装置包括，换向阀（111）、比例减压阀（112）、压缩气源（113），无色气体容腔（106）通过无色气体入口（107）与换向阀（111-1）相连接，换向阀（111-1）通过比例减压阀（112-1）与压缩气源（113-1）相连接；无色气体容腔（106）通过无色气体出口（108）与换向阀（111-2）相连接，换向阀（111-2）通过比例减压阀（112-2）与压缩气源（113-2）相连接。

一种气压驱动容腔式柔性变色薄膜，所述有色液体容腔（102）顶部以及无色气体容腔（106）底部分别由上层PMMA板（101）以及下层PMMA板（110）覆盖；所述有色液体容腔（102）所连接的有色液体入口（103）和有色液体出口（104）都与外部有色液池相连接；所述有色液体容腔（102）设有两个开口，有色液体容腔（102）分别与一个有色液体入口（103）和一个有色液体出口（104）、有色液体容腔（103）相连通。