提供一种改性磁性流体(11)和使用了该改性磁性流体(11)的把持机构(10)和把持装置(30)，该改性磁性流体(11)在具有基液和以分散状态存在于基液中的强磁性体微粒(25)的磁性流体(27)中混入比强磁性体微粒(25)的尺寸大且比强磁性体微粒(25)的比重小的非磁性粉体(26)，提高了磁化时的保持强度。
Modified magnetic fluid, holding mechanism using the same, and holding device
A modified magnetic fluid (11) and the modified magnetic fluid using (11) control mechanism (10) and the control device (30), the modified magnetic fluid (11) strong magnetic particles in the liquid and has a base in a dispersed state exists in the base medium (25). The magnetic fluid (27) than with strong magnetic particles (25) the size and ratio of strong magnetic particles (25) non magnetic powder a small proportion (26), improved the strength of magnetization.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对使强磁性体的微粒分散在液体中的磁性流体进一步进行改良的改性磁性流体、使用了该改性磁性流体的把持机构以及把持装置。
技术介绍
如非专利文献1所示，公知有由在液体中使用10nm、几μm尺寸的强磁性超细微粒作为表面活性剂等而极其稳定地分散的胶体溶液构成的磁性流体(MR流体)。而且，公开了将该磁性流体用于阻尼器、致动器、密封件、离合器。另外，在专利文献1中公开了在磁性流体中使用的由平均粒径是0.1～25μm、最大粒径是50μm以下的Fe基合金形成的金属粉末，在专利文献2中公开了在包含阴离子、阳离子的离子性流体中包含平均粒径是0.1～500μm的分散的磁性微粒的磁性流体组合物。在专利文献3中公开了这样的磁性流体的结构以及其制造方法，在专利文献4中提出了使用了该磁性流体的物品的把持装置。另外，工业用机器人的手端操作装置(把持机构)结合各种操作工序而存在各种结构。特别地将用于物体把持的手端操作装置称为机械爪，向对象的形状或姿势对应的适当机械爪的自动更换是在工业用机器人的操作工序中很普遍的。但是，为了进行适当的机械爪的选定或更换操作、基于所选定的机械爪的对象的把持计划、从把持开始到完成为止的对象的姿势估计等而需要复杂的计算，这些一系列的操作成为机器人进行的高效率的操作的瓶颈。到当前为止，正在进行与手端操作装置的形状或机构、把持计划相关的数量较多的研究，近年来，为了省略把持物体的姿势识别和机械爪的更换的工序而提高操作效率，报告了如非专利文献2所示的使用真空将各种形状物自如地把持的手端操作装置(万能夹钳，以下简称为“机械爪”)的专利技术。该机械爪70的概略如图8所示，机械爪70具有：支承部件71，其安装于机器人手臂的前部；橡胶球体72，其安装于支承部件71的下部；紧固环73，其将橡胶球体72能够拆卸地安装于支承部件71的下部；咖啡豆的粉74，其收纳于橡胶球体72内；以及未图示的真空泵，其与支承部件71的排气孔75、76连接。当使用该机械爪70时，进行1)使对象物以橡胶球体72为目标，使橡胶球体72仿照对象物的形状、2)使真空泵工作而放掉橡胶球体72内的空气，通过挤紧(jamming)现象使橡胶球体72固化、3)操作机器人手臂上提对象物的操作。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5660099号公报(权利要求5～9)专利文献2：日本专利第5222296号公报(权利要求1)专利文献3：日本特表2006-505957号公报专利文献4：日本特开2004-154909号公报非专利文献非专利文献1：藤田丰久、岛田帮雄、《MR流体の特性とその応用》、日本应用磁气学会杂志、Vol.27,.No3,2003、p91－100非专利文献2：Amend、Brown、Rodenberg、Jaeger、Lipson、《粉体ジャミングを基にした正圧ユニバーサルグリッパ》、TransactionsonRobotics，2012年4月(Amend,J.R.,Jr.,Brown,E.,Rodenberg,N.,Jaeger,H.,Lipson,H.,\APositivePressureUniversalGripperBasedontheJammingofGranularMaterial,\IEEETransactionsonRobotics,vol.28,pp.341-350,Apr.2012.)
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，记载于非专利文献1、专利文献1、专利文献2的磁性流体因为作为强磁性体的微粒而使用铁粉等金属磁性体，因此存在磁性流体的相对比重变大的问题。另外，有在仅靠以往的磁性流体进行磁化的情况下的磁性流体的粘性和剪切强度比较小的问题。记载于非专利文献2的机械爪70具有重量也比较轻、能够简单地把持对象物的优点，但把持力比较小，而且因为产生把持力的挤紧现象利用由真空发生器产生的低气压，因此在周围的气压变动的情况下或在水中等压力较高的地方、气温容易变化的环境等中，存在不容易使用的问题。本专利技术就是鉴于所涉及的情况而完成的，其目的在于提供相对比重比以往的磁性流体小、在使用了机械爪等的情况下把持力(剪切强度)较大的改性磁性流体，以及提供使用了该改性磁性流体的把持机构和把持装置。用于解决课题的手段沿着所述目的的第1专利技术的改性磁性流体在具有基液和以分散状态存在于该基液中的强磁性体微粒的磁性流体中混入如下的非磁性粉体，提高磁化时的保持强度，该非磁性粉体的尺寸比所述强磁性体微粒的尺寸大且比该强磁性体微粒的比重小。在第1专利技术的改性磁性流体中，所述非磁性粉体优选由玻璃、塑料或者陶瓷的粉末构成。而且，在第1专利技术的改性磁性流体中，优选所述非磁性粉体由发泡塑料构成。此外，所述非磁性粉体当然不溶于磁性流体的基液也不进行反应。另外，非磁性粉体优选比基液的比重小(例如，γ＝0.3～0.8)，是球状。而且，在第1专利技术的改性磁性流体中，优选所述非磁性粉体的粒径是2mm以下。另外，在第1专利技术的改性磁性流体中，优选该改性磁性流体中的所述磁性流体的比例在40％～80％的范围内。而且，作为所述磁性流体也能够使用MR流体。第2专利技术的把持机构使用以上记载的第1专利技术的改性磁性流体，具有：收纳有所述改性磁性流体的具有柔性的袋体；和配置于该袋体的一侧而能够向所述袋体施加磁场的电磁铁。在第2专利技术的把持机构中，优选所述电磁铁具有中央的磁极部、位于其周围的有底圆筒状的磁轭部以及卷绕于所述磁极部的线圈，在所述磁轭部的敞开端以密封状态安装有所述袋体，在所述袋体中填充有所述改性磁性流体。在第2专利技术的把持机构中，优选所述改性磁性流体对于所述袋体的填充率是40％～70％。另外，在第2专利技术的把持机构中，优选所述袋体为带凸缘的半球状。第3专利技术的把持装置将以上说明的第2专利技术的把持机构安装于机器人手臂的前侧。另外，第4专利技术的把持装置将以上说明的第2专利技术的把持机构分别设置在能够控制间隔的机器人的夹持部而使其对置。专利技术效果第1专利技术的改性磁性流体因为在以往的磁性流体中混入比强磁性体微粒的尺寸大且比强磁性体微粒的比重小的非磁性粉体，因此整体的比重比以往的磁性流体小。而且，当向该改性磁性流体施加磁场时，尺寸较大的非磁性粉体作为骨料发挥作用，改性磁性流体的磁化时的保持力、剪切强度变大。在第1专利技术的改性磁性流体中，在由玻璃、塑料或者陶瓷的粉末构成非磁性粉体的情况下，能够使非磁性粉体变轻并且能够容易获得粒整齐的非磁性粉体，能够使改性磁性流体的物理性质更均匀化。另外，在使非磁性粉体成为球状的情况下，在由发泡塑料构成非磁性粉体的情况下，进一步减轻改性磁性流体的比重，物理性质也均匀化。第2专利技术的把持机构使用以上所述的第1专利技术的改性磁性流体，因为具有收纳有改性磁性流体的具有柔性的袋体、配置于袋体的一侧而能够向袋体施加磁场的电磁铁，因此能够将对象物的一部分或者全部保持其形状而把持。尤其，在第2专利技术的把持机构中，在使改性磁性流体对于袋体的填充率为40％～70％的情况下，因为能够在袋体的表面形成凹凸，因此容易嵌入对象物，若尺寸在一定的范围内，则能够把持任意的对象物。而且，第3专利技术的把持装置因为将以上说明的第2专利技术的把持机构安装于机器人手臂的前侧，因此使把持机构自由地活动并且能够改变其姿势。附图说明图1(A)是本专利技术的一个实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改性磁性流体，其特征在于，在具有基液和以分散状态存在于该基液中的强磁性体微粒的磁性流体中混入如下的非磁性粉体，提高磁化时的保持强度，该非磁性粉体的尺寸比所述强磁性体微粒的尺寸大且比该强磁性体微粒的比重小。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 JP 2014-0726321.一种改性磁性流体，其特征在于，在具有基液和以分散状态存在于该基液中的强磁性体微粒的磁性流体中混入如下的非磁性粉体，提高磁化时的保持强度，该非磁性粉体的尺寸比所述强磁性体微粒的尺寸大且比该强磁性体微粒的比重小。2.根据权利要求1所述的改性磁性流体，其特征在于，所述非磁性粉体由玻璃、塑料或者陶瓷的粉末构成。3.根据权利要求1所述的改性磁性流体，其特征在于，所述非磁性粉体由发泡塑料构成。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的改性磁性流体，其特征在于，所述非磁性粉体的粒径是2mm以下。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的改性磁性流体，其特征在于，该改性磁性流体中的所述磁性流体的比例在40％～80％的范围内。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的改性磁性流体，其特征在于，所述磁性流体是MR流体。7.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：西田健，冈谷勇希，国本研一，
申请(专利权)人：国立大学法人九州工业大学，前田机工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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