一種液態金屬連續體機械臂結構制造技術

本實用新型專利技術涉及液態金屬機械結構制造技術領域，公開了一種液態金屬連續體機械臂結構，包括：熱管；外管，所述外管套設在所述熱管的外圍，在所述熱管和所述外管之間構造有環形空間；密封端板，所述密封端板分別設置在所述環形空間的兩端，從而構造出能夠容納液態金屬的環形腔室，其中，所述熱管的第一端伸出位于其相應側的密封端板之外；以及熱交換結構，所述熱交換結構設置在所述熱管的第一端的外圍，并能夠給所述熱管進行加熱和降溫。該液態金屬連續體機械臂結構具有控制簡單、受熱均勻以及冷卻時間短的優點。

A Structure of Liquid Metal Continuum Manipulator

The utility model relates to the technical field of liquid metal mechanical structure manufacturing, and discloses a liquid metal continuum manipulator structure, which comprises a heat pipe, an outer tube, the outer tube sleeve arranged on the periphery of the heat pipe, an annular space is constructed between the heat pipe and the outer tube, and a sealing end plate, which is arranged at two ends of the annular space respectively, to construct energy. An annular chamber capable of accommodating liquid metal, in which the first end of the heat pipe extends beyond the sealing end plate on its corresponding side, and a heat exchange structure, which is arranged outside the first end of the heat pipe and is capable of heating and cooling the heat pipe. The structure of the liquid metal continuous manipulator has the advantages of simple control, uniform heating and short cooling time.

【技術實現步驟摘要】
一種液態金屬連續體機械臂結構
本技術涉及液態金屬機械結構制造
，特別是涉及一種液態金屬連續體機械臂結構。
技術介紹
連續體機器人的研究剛剛起步，其中，部分連續體機器人依靠材料本身的彈性發生形變，但這種依靠材料本身發生形變的形變范圍比較有限，有的結構還會使其強度受損嚴重。此外，依靠多關節結構、電壓以及空氣壓縮等方式控制的連續體機器人，結構和控制手段都比較復雜，經濟性不佳。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本技術的目的是提供一種液態金屬連續體機械臂結構，以解決現有技術中的連續體機器人在室溫下不能很好地實現形狀變化以及不能滿足強度需求的技術問題。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本技術提供一種液態金屬連續體機械臂結構，包括：熱管；外管，所述外管套設在所述熱管的外圍，在所述熱管和所述外管之間構造有環形空間；密封端板，所述密封端板分別設置在所述環形空間的兩端，從而構造出能夠容納液態金屬的環形腔室，其中，所述熱管的第一端伸出位于其相應側的密封端板之外；以及熱交換結構，所述熱交換結構設置在所述熱管的第一端的外圍，并能夠給所述熱管進行加熱和降溫。其中，所述熱交換結構構造為換熱盤管，所述換熱盤管套設在所述熱管的第一端的外圍，所述換熱盤管構造有進口和出口，在所述換熱盤管的內部裝有流動的熱交換工質。其中，所述熱交換結構構造為包裹在所述熱管的第一端的外圍的半導體制冷片。其中，在所述熱管的外圍套設有能夠給所述熱管進行輔助加熱的多圈彈簧電阻絲。其中，在所述熱管的外圍從上至下呈間隔式套設有多個換熱翅片，其中，相鄰的兩圈所述彈簧電阻絲之間設有一個所述換熱翅片。其中，所述熱管構造為銅管。其中，所述外管構造為硅膠管、熱塑性橡膠管或軟質聚氯乙烯管。其中，在所述進口和所述出口位置分別安裝有能夠監測熱交換工質的溫度的第一傳感器。其中，在所述熱管的頂端安裝有能夠監測液態金屬的溫度的第二傳感器。其中，在所述進口和所述出口位置均設有能夠控制所述熱交換工質的流量的調節閥。(三)有益效果本技術提供的液態金屬連續體機械臂結構，與現有技術相比，具有如下優點：該熱管是一種傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與相變介質的快速熱傳遞性質，透過熱管將發熱物體(熱交換工質)的熱量迅速地傳遞給液態金屬，熱管的導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。同時，還能保證熱管的每一處區域的溫度的均勻性，不會出現部分區域溫度高或溫度低的情形。熱管是一種良好的均溫和導熱結構，因其內部發生相態變化，其導熱能力是金屬導熱的數倍以上，該熱管一方面作為本技術的溫度控制系統，另一方面，在液態金屬處于流體狀態時，還具有一定的支撐能力，即，能夠起到一定的結構支撐作用，維持液態金屬臂在可控制的形狀變化范圍內。液態金屬是一種兼具金屬特性又能具備流體可變特性的金屬材料。液態金屬在固定狀態下具備金屬的特性，極輕卻又極強、極硬，是超越鋁、鎂以及鈦等傳統輕合金的顛覆性材料。在一定溫度下可成液態，從而具備流體的可變性能，是一種不定型、可流動的液態金屬。液態金屬具有良好的生物兼容性，鎵合金不容易與體液以及周圍器官組織發生反應，可以用它連接并修復受損的神經。還可用于手術刀、人造骨、電磁刺激體內生物傳感材料以及人造牙齒等。液態金屬材料在本技術中用作連續體機器人的機械臂材料，通過變溫系統實現形狀變化。由此可見，本申請通過利用熱管來對液態金屬的溫度進行控制，使得位于環形腔室內的液態金屬的溫度均衡一致，并能很快的對液態金屬進行降溫，實現方便操作以及在室溫下就能滿足軟體機械臂結構的剛度需求。附圖說明圖1為本申請的實施例的液態金屬連續體機械臂結構的整體結構實施例一的示意圖；圖2為本申請的實施例的液態金屬連續體機械臂結構的整體結構實施例二的示意圖。圖中，1：熱管；11：第一端；2：外管；3：環形空間；4：密封端板；5：環形腔室；6：熱交換結構；61：換熱盤管；611：進口；612：出口；62：半導體制冷片；7：彈簧電阻絲；8：換熱翅片；9：第一傳感器；10：第二傳感器；20：調節閥。具體實施方式下面結合附圖和實施例，對本技術的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實例用于說明本技術，但不用來限制本技術的范圍。在本技術的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本技術中的具體含義。實施例1：如圖1和圖2所示，圖中示意性地顯示了該液態金屬連續體機械臂結構包括熱管1、外管2、環形空間3、密封端板4、環形腔室5以及熱交換結構6。在本申請的實施例中，該外管2套設在該熱管1的外圍，在該熱管1和該外管2之間構造有環形空間3。需要說明的是，該熱管1相當于能夠起到傳熱和降溫作用的熱交換部件。該密封端板4分別設置在該環形空間3的兩端，從而構造出能夠容納液態金屬的環形腔室5，其中，該熱管1的第一端伸出位于其相應側的密封端板4之外。需要說明的是，該密封端板4的設置，能夠使得該環形空間3形成環形腔室5，為確保該環形腔室5不會發生泄露的情況，可在該密封端板4分別與熱管1的上端口以及外管2的上端口之間增設密封部件，例如為密封圈或密封條等。該熱交換結構6設置在該熱管1的第一端11(圖1所示的下端)的外圍，并能夠給該熱管1進行加熱和降溫。具體地，該熱管1是一種傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與相變介質的快速熱傳遞性質，透過熱管1將發熱物體(熱交換工質)的熱量迅速地傳遞給液態金屬，熱管1的導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。同時，還能保證熱管1的每一處區域的溫度的均勻性，不會出現部分區域溫度高或溫度低的情形。熱管1是一種良好的均溫和導熱結構，因其內部發生相態變化，其導熱能力是金屬導熱的數倍以上，該熱管1一方面作為本技術的溫度控制系統，另一方面，在液態金屬處于流體狀態時，還具有一定的支撐能力，即，能夠起到一定的結構支撐作用，維持液態金屬臂在可控制的形狀變化范圍內。液態金屬是一種兼具金屬特性又能具備流體可變特性的金屬材料。液態金屬在固定狀態下具備金屬的特性，極輕卻又極強、極硬，是超越鋁、鎂以及鈦等傳統輕合金的顛覆性材料。在一定溫度下可成液態，從而具備流體的可變性能，是一種不定型、可流動的液態金屬。液態金屬具有良好的生物兼容性，鎵合金不容易與體液以及周圍器官組織發生反應，可以用它連接并修復受損的神經。還可用于手術刀、人造骨、電磁刺激體內生物傳感材料以及人造牙齒等。液態金屬材料在本技術中用作連續體機器人的機械臂材料，通過變溫系統實現形狀變化。由此可見，本申請通過利用熱管1來對液態金屬的溫度進行控制，使得位于環形腔室5內的液態金屬的溫度均衡一致，并能很快的對液態金屬進行降溫，實現方便操作以及在室溫下就能滿足軟體機械臂結構的剛度需求。在一個實施例中，該熱交換工質可為水、醫用酒精、生理鹽水或手術允許使用的冷卻液。如圖1所示，為進一步優化上述技術方案中的熱交換結構6，在上述技術方案的基礎上，該熱交換結構6構造為換熱盤管61，該換熱盤管61套設在該熱管1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種液態金屬連續體機械臂結構，其特征在于，包括：熱管；外管，所述外管套設在所述熱管的外圍，在所述熱管和所述外管之間構造有環形空間；密封端板，所述密封端板分別設置在所述環形空間的兩端，從而構造出能夠容納液態金屬的環形腔室，其中，所述熱管的第一端伸出位于其相應側的密封端板之外；以及熱交換結構，所述熱交換結構設置在所述熱管的第一端的外圍，并能夠給所述熱管進行加熱和降溫。

【技術特征摘要】
1.一種液態金屬連續體機械臂結構，其特征在于，包括：熱管；外管，所述外管套設在所述熱管的外圍，在所述熱管和所述外管之間構造有環形空間；密封端板，所述密封端板分別設置在所述環形空間的兩端，從而構造出能夠容納液態金屬的環形腔室，其中，所述熱管的第一端伸出位于其相應側的密封端板之外；以及熱交換結構，所述熱交換結構設置在所述熱管的第一端的外圍，并能夠給所述熱管進行加熱和降溫。2.根據權利要求1所述的液態金屬連續體機械臂結構，其特征在于，所述熱交換結構構造為換熱盤管，所述換熱盤管套設在所述熱管的第一端的外圍，所述換熱盤管構造有進口和出口，在所述換熱盤管的內部裝有流動的熱交換工質。3.根據權利要求1所述的液態金屬連續體機械臂結構，其特征在于，所述熱交換結構構造為包裹在所述熱管的第一端的外圍的半導體制冷片。4.根據權利要求1所述的液態金屬連續體機械臂結構，其特征在于，在所述熱管的外圍套設有能夠給所述熱管進...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙清，
申請(專利權)人：北京思宇博特科技有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11