[发明专利]一种形状自适应的磁控自感知柔性管道及其制备方法

权利要求书

1.一种形状自适应的磁控自感知柔性管道，其特征在于，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，多匝线圈在管道内部产生的磁场，通过调节多匝线圈的电流改变多个各向异性磁敏弹性体的离面变形量，实现管道横截面积的改变，通过压电薄膜传感器自身的形变实时监测各向异性磁敏弹性体的形变大小，实现自感知功能。

2.根据权利要求1所述的形状自适应的磁控自感知柔性管道，其特征在于，所述的空心圆柱形流场管道形状自适应，采用硅橡胶、天然橡胶、聚氨酯、丙烯酸树脂、顺丁橡胶或者其组合的共混物制成。

3.根据权利要求1所述的形状自适应的磁控自感知柔性管道，其特征在于，所述的多匝线圈包括紫铜线圈、铝线圈或绕组线。

4.根据权利要求1所述的形状自适应的磁控自感知柔性管道，其特征在于，所述的多个各向异性磁敏弹性体包括：磁性颗粒，包括含铁、钴、镍和/或其组合形成的合金的微纳米颗粒；高分子基体，包括硅橡胶、天然橡胶、聚氨酯、丙烯酸树脂、顺丁橡胶或者其组合的共混物。

5.根据权利要求1所述的形状自适应的磁控自感知柔性管道，其特征在于，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。

6.根据权利要求1所述的形状自适应的磁控自感知柔性管道，其特征在于，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。

7.根据权利要求1所述的形状自适应的磁控自感知柔性管道，其特征在于，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。

8.根据权利要求1所述的形状自适应的磁控自感知柔性管道，其特征在于，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。

9.根据权利要求1所述的形状自适应的磁控自感知柔性管道，其特征在于，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及以它为代表的其他有机压电薄膜材料；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，包括银导线及以它为代表的其他非铁磁性导线。

10.根据权利要求9所述的形状自适应的磁控自感知柔性管道，其特征在于，所述的压电薄膜传感器中所述的金属浆料包括金、银、铜中的至少一种或多种组成的共混浆。

11.一种形状自适应的磁控自感知柔性管道的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1、将磁敏弹性体前驱体在磁场中高温硫化，形成各向异性磁敏弹性体；

步骤2、将压电薄膜上下表面涂布导电浆料和导线，同时把各向异性磁敏弹性体粘结在压电薄膜的表面形成双层结构；

步骤3、再利用聚二甲基硅氧烷将双层结构粘接在空心流场管道壁上，然后在另一段空心流场管道壁上涂满聚二甲基硅氧烷，跟复合结构的另一个面粘接，实现流场管道的对接；

步骤4、最后将这两段流场管道的粘接位置外表面上布置多匝线圈。