[发明专利]一种磁控三维可变形液态金属机器

说明书

本发明公开了一种磁控三维可变形液态金属机器，涉及柔性机器技术领域，机器包括：容器、铁磁性物质颗粒状粉末、液态金属和磁铁；所述容器内盛放有电解液，添加有所述磁性金属颗粒的液态金属均设于所述电解液中，添加有所述磁性金属颗粒的液态金属设于容器底表面，以实现变形和运动。本发明中通过在液态金属中添加铁粉，将添加铁粉的液态金属置于电解液中，使用磁铁在外部吸引添加铁粉的液态金属实现磁控三维可变形液态金属机器，扩展了使液态金属变形的方法，可用于制作自适应智能变形体、柔性执行器、天线、响应开关电路，以及用作更多人工机器。

技术领域

本发明涉及柔性机器技术领域，特别涉及一种磁控三维可变形液态金属机器。

背景技术

在人类科技文明发展的过程中，各种机器都被设计制造成形状规则的刚性机器，它们大都不可变形或仅可以在外部机械力的作用下发生简单的形变，这些刚性的机器在使用的过程中往往会受到各种外部条件的限制。随着科学技术的进步，人类逐渐开始构想一种具有液体性质不受各种外部条件限制更加灵活的机器，用以解决诸多领域中刚性机器无法解决的问题。这种机器首先在科幻作品中出现。

近年来，多种新材料和新技术的出现为柔性的液态金属机器这种设想的实现成为可能。各项研究发现，液态金属如镓基液态合金有着极强的表面张力，在电解质中主要以球形的方式呈现。多项研究发现了镓基液态金属可以在电解质溶液中受到如电化学驱动等几种方式的驱动，实现了可控的形变和运动来满足实际应用中的需要。实验还发现有多种方式可使其表面形成氧化层，以致其表面张力减小，从而呈现为椭球或长条状等多种形状。如何利用其变形和控制变形是液态金属机器研究的重点。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明的用以控制并利用液态金属变形的一种磁控三维可变形液态金属机器。

依据本发明的一个方面，提供了一种磁控三维可变形液态金属机器，所述机器包括容器、铁磁性物质颗粒状粉末、液态金属和磁铁，所述容器内盛放有电解液，添加有所述铁磁性物质颗粒状粉末的液态金属均设于所述电解液中，添加有所述铁磁性物质颗粒状粉末的液态金属设于容器底表面，以实现变形和运动。

进一步地，所述容器的表面为光滑平面。

进一步地，所述铁磁性物质颗粒状粉末是铁、钴、镍或其合金粉末。

进一步地，所述容器由玻璃或塑料制成。

进一步地，所述液态金属的熔点低于100℃。

进一步地，所述机器还包括加热单元，所述加热单元用于对所述电解液进行加热。

进一步地，所述液态金属包括镓基合金、铟基合金和铋基合金中的至少一种。

进一步地，所述液态金属的质量大于10mg。

进一步地，所述磁铁为普通磁铁、电磁铁或其他影响磁场的设备。

进一步地，所述电解液包括氢氧化钠、盐酸、硫酸和硝酸中的至少一种。

本发明中通过在液态金属中添加铁粉，将添加铁粉的液态金属置于电解液中，使用磁铁在外部吸引添加铁粉的液态金属实现磁控三维可变形液态金属机器，扩展了使液态金属变形的方法，可用于制作自适应智能变形体、柔性执行器、天线、响应开关电路，以及用作更多人工机器。

附图说明

图1是将铁粉添加到液态金属的过程示意图；

图2是用磁铁吸引使液态金属发生变形的示意图；

图3是用磁铁吸引使液态金属用作连接开关的示意图；

图4是用磁铁吸引使液态金属在垂直方向形变用作开关的示意图。

具体实施方式