柔体执行器及其制备方法、执行装置制造方法及图纸

本申请公开了一种柔体执行器及其制备方法、执行装置，该柔体执行器包括：柔性衬底、电极层以及湿敏层。其中，电极层嵌入柔性衬底内，包括第一电极端、第二电极端以及连接在第一电极端与第二电极端之间的电极线路，当第一电极端以及第二电极端上施加有电压时，电极线路中产生电流。湿敏层设置在柔性衬底的第一表面或第二表面，被配置为在环境湿度发生改变时带动柔性衬底发生形变。该方案能够在电磁驱动的基础上，使得柔体执行器具有湿度响应，有利于减小柔体执行器的驱动电压，以及扩展柔体执行器的适用领域。的适用领域。的适用领域。

【技术实现步骤摘要】
柔体执行器及其制备方法、执行装置


[0001]本申请涉及智能控制
，尤其涉及一种柔体执行器及其制备方法、执行装置。

技术介绍

[0002]柔体执行器可以应用在各种工业、农业、消费电子、军事、医学等不同领域，具有灵活性高、环境适应性强、人机交互性好的特点。常见的驱动方式有热驱动、电驱动、气体驱动、电磁驱动等不同方式。其中电磁驱动方式是将柔体执行器放置于均匀的磁场环境中，随着输入电流大小与方向不同，在洛伦兹力作用下执行器形变大小与方向随之改变。电磁驱动的柔体执行器可以产生较大的执行力，响应迅速，形变可控，一直是柔体执行器研究热点。然而，电磁驱动的柔体执行器也存在对磁性环境要求较高，驱动电压较大的问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种柔体执行器及其制备方法、执行装置，能够有效地改善上述问题。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种柔体执行器，包括：
[0005]柔性衬底；
[0006]电极层，嵌入所述柔性衬底内，所述电极层包括第一电极端、第二电极端以及连接在第一电极端与第二电极端之间的电极线路，当所述第一电极端以及所述第二电极端上施加有电压时，所述电极线路中产生电流；
[0007]湿敏层，设置在所述柔性衬底的第一表面或第二表面，所述湿敏层被配置为在环境湿度发生改变时带动所述柔性衬底发生形变。
[0008]进一步地，所述湿敏层包括多个间隔设置的湿敏条。
[0009]进一步地，每个所述湿敏条与所述电极线路在所述柔性衬底上的正投影至少部分重叠。
[0010]进一步地，多条所述湿敏条平行排列，所述电极线路包括多条平行排列的电极线，每条所述湿敏条与一条所述电极线在所述柔性衬底上的正投影至少部分重叠。
[0011]进一步地，所述柔性衬底内具有第一沟道，所述第一沟道中填充有液态金属，构成所述电极层。
[0012]进一步地，所述柔性衬底包括：第一柔性膜层和第二柔性膜层，所述第一柔性膜层表面设置有第一凹槽，所述第二柔性膜层设置在第一柔性膜层的设置有所述第一凹槽的表面，构成所述第一沟道。
[0013]进一步地，所述柔体执行器还包括电极引线，所述电极引线设置在所述柔性衬底表面，所述电极引线配置为将所述第一电极端和/或所述第二电极端引出到所述柔性衬底的边缘位置。
[0014]进一步地，所述柔体执行器还包括：与所述柔性衬底层叠设置的柔性盖体，
[0015]所述柔性盖体与所述柔性衬底之间具有第二沟道，所述柔性衬底中设置有连通所述第二沟道与所述第一电极端和/或所述第二电极端的孔，所述第二沟道与所述孔中填充有液态金属，构成所述电极引线。
[0016]第二方面，本申请实施例提供了一种柔体执行器的制备方法，所述方法包括：
[0017]在柔性衬底内嵌入电极层，所述电极层包括第一电极端、第二电极端以及连接在第一电极端与第二电极端之间的电极线路，当所述第一电极端以及所述第二电极端上施加有电压时，所述电极线路中产生电流；
[0018]在所述柔性衬底的第一表面或第二表面形成湿敏层，所述湿敏层被配置为在环境湿度发生改变时带动所述柔性衬底发生形变。
[0019]进一步地，所述在柔性衬底内嵌入电极层，包括：
[0020]形成表面具有第一凹槽的第一柔性膜层；
[0021]将第二柔性膜层贴合在所述第一柔性膜层的具有所述第一凹槽的表面，形成第一沟道；
[0022]在所述第一沟道中填充液态金属，形成所述电极层。
[0023]进一步地，在所述第一沟道中填充液态金属，形成所述电极层，包括：
[0024]形成表面具有第二凹槽的柔性盖体；
[0025]在所述第二柔性膜层中对应所述第一电极端和/或第二电极端的位置开孔；
[0026]将所述柔性盖体贴合在所述第二柔性膜层的远离所述第一柔性膜层的表面，形成第二沟道，且所述第二沟道通过所述孔与所述第一沟道连通；
[0027]在所述第一沟道、所述孔以及所述第二沟道构成的通道中注入所述液态金属，形成所述电极层，以及将所述第一电极端和/或第二电极端引出到所述柔性衬底边缘的电极引线。
[0028]第三方面，本申请实施例提供了一种执行装置，包括上述第一方面所述的执行装置。
[0029]本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0030]本申请实施例提供的柔体执行器及其制备方法、执行装置，通过在柔性衬底内嵌入电极层实现电磁驱动的基础上增置湿敏层，湿敏层被配置为在环境湿度发生改变时带动柔性衬底发生形变，一方面能够在电磁驱动的基础上，增加湿度响应功能，辅助执行器发生形变，减小驱动电压，改善单一电磁驱动条件下驱动电压较高的问题，另一方面，还可以使得柔体执行器能够应用在不方便布设磁场的环境中，利用环境湿度变化来引起形变，扩展了柔体执行器的适用领域。
[0031]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0032]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0033]图1为本申请实施例中柔体执行器的层级结构示意图；
[0034]图2为本申请实施例中柔体执行器的平面结构示意图一；
[0035]图3为图2中EF截面的结构示意图；
[0036]图4为本申请实施例中柔体执行器的一种工作状态示意图；
[0037]图5为本申请实施例中柔体执行器的平面结构示意图二；
[0038]图6为图5中EF截面的结构示意图；
[0039]图7为本申请实施例中柔体执行器的制备方法流程图；
[0040]图8为本申请实施例中一种柔体执行器制备工艺流程图；
[0041]图9为本申请实施例中另一种柔体执行器制备工艺流程图。
具体实施方式
[0042]下面将参照附图详细地描述本申请提供的柔体执行器及其制备方法、执行装置的示例性实施例。需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。术语“多个”包括两个或大于两个的情况。
[0043]本申请实施例提供了一种柔体执行器，如图1所示，该柔体执行器包括：柔性衬底110、电极层120以及湿敏层130。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔体执行器，其特征在于，包括：柔性衬底；电极层，嵌入所述柔性衬底内，所述电极层包括第一电极端、第二电极端以及连接在第一电极端与第二电极端之间的电极线路，当所述第一电极端以及所述第二电极端上施加有电压时，所述电极线路中产生电流；湿敏层，设置在所述柔性衬底的第一表面或第二表面，所述湿敏层被配置为在环境湿度发生改变时带动所述柔性衬底发生形变。2.根据权利要求1所述的柔体执行器，其特征在于，所述湿敏层包括多个间隔设置的湿敏条。3.根据权利要求2所述的柔体执行器，其特征在于，每个所述湿敏条与所述电极线路在所述柔性衬底上的正投影至少部分重叠。4.根据权利要求3所述的柔体执行器，其特征在于，多条所述湿敏条平行排列，所述电极线路包括多条平行排列的电极线，每条所述湿敏条与一条所述电极线在所述柔性衬底上的正投影至少部分重叠。5.根据权利要求1所述的柔体执行器，其特征在于，所述柔性衬底内具有第一沟道，所述第一沟道中填充有液态金属，构成所述电极层。6.根据权利要求5所述的柔体执行器，其特征在于，所述柔性衬底包括：第一柔性膜层和第二柔性膜层，所述第一柔性膜层表面设置有第一凹槽，所述第二柔性膜层设置在第一柔性膜层的设置有所述第一凹槽的表面，构成所述第一沟道。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的柔体执行器，其特征在于，还包括电极引线，所述电极引线设置在所述柔性衬底表面，所述电极引线配置为将所述第一电极端和/或所述第二电极端引出到所述柔性衬底的边缘位置。8.根据权利要求7所述的柔体执行器，其特征在于，还包括：与所述柔性衬底层叠设置的柔性盖体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何昱蓉，梁魁，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：