Слоистый материал с управляемой жесткостью Советский патент 1992 года по МПК B32B33/00 

Изобретение относится к слоистым материалам с управляемой жесткостью. Может использоваться в производстве различных кабелей и шлангов, в строительных конструкциях, в манипуляторах и схватках промышленных роботов

Известен слоистый материал с управляемой жесткостью, содержащий наружную и внутреннюю оболочку, между которыми помещены пластины из электропроводного материала, одни из которых гибкие нерастяжимые, а другие эластичные, имеющие выпуклости. Эти пластины изолированы одна от другой, а наполнитель слоистого материала выполнен из электрореологической суспензии Недостатком материала является

высокая сложность изготовления и соединения между собой многочисленных тонких слоев.

Наиболее близким к изобретению является слоистый материал с управляемой жесткостью, содержащий слои электропроводных нитей, разделенных гибким пористым электроизоляционным материалом, пропитанным электрореологической суспензией.

Недостатки материала связаны с необходимостью подачи на него высокого напряжения, создающего электрическое поле, управляющее вязкостью электрореологше- ской суспензии, из-за большого расстояния между слоями электропроводных нитей и

ч

00

го XI ivj

4Ь

значительного объема, занимаемого пористым материалом с малой диэлектрической проницаемостью. .

Целью изобретения является повышение экономичности и безопасности работы устройства с применением слоистого материала путем снижения управляющего напряжения в результате уменьшения толщины пористого заполнителя.

Поставленная цель достигается тем, что в слоистом материале с управляемой жесткостью, содержащем электропроводные элементы, пористый заполнитель, пропитанный электрореологической суспензией, и электроизоляционную оболочку в качест- ве электропроводных элементов и используют по крайней мере два покрытых электрической изоляцией проводника, а в качестве пористого заполнителя - указанные проводники с электрической изоля- цией, переплетенные между собой.

На чертеже показан слоистый материал с управляемой жесткостью, разрез.

Слоистый материал состоит из пористого заполнителя 1, пропитанного электроре- ологической суспензией и помещенного в защитную оболочку 2. Пористый заполнитель 1 состоит по крайней мере из двух проводников 3 и 4, покрытых изоляций 5 и б им переплетенных между собой.

Величина жесткости слоистого материала меняется в зависимости отуправляюще- го напряжения, подаваемого на проводники 3 и 4. При этом происходит изменение вяз- кости электрореологической суспензии, пропитывающей пористый заполнитель 1, в электрическом поле, создаваемом в зазорах между проводниками 3 и 4. Величину напряженности электрического поля Е в зазоре толщиной di между проводниками, содержащем электрореологическую суспензию с диэлектрической проницаемостью ei, при

толщине изоляции проводников d2 с диэлектрической проницаемостью Ј2 при управляющем напряжении U можно определить по формуле

E-U/(di+ gcte).

В качестве проводников 3 и 4 может использоваться металлическая проволока диаметром 0,05-0,15 мм, покрытая изоляцией 5 и б, например из поливинилфтори- да. В качестве электрореологической суспензии может использоваться взвесь порошкообразного твердого диэлектрика (кремнезема) в неполярной жидкости (масле, керосине).

Таким образом, введение управляющих электродов в пористый материал, пропитанный электрореологической суспензией и составляющий основу слоистого материала с управляемой жесткостью позволяет улучшить эксплуатационные характеристики последнего за счет снижения управляющего напряжения.

Формула изобретения

Слоистый материал с управляемой жесткостью, содержащий электропроводные элементы, пористый заполнитель, пропитанный электрореологической суспензией, и электроизоляционную оболочку, отличающийся тем, что. с целью повышения экономичности и безопасности работы с применением слоистого материала путем снижения управляющего напряжения в результате уменьшения толщины пористого заполнителя в качестве электропроводных элементов используют по крайней мере два покрытых электрической изоляцией проводника, а в качестве пористого заполнителя используют указанные проводники с электрической изоляцией, переплетенные между собой.

-}ГгггЛ гга ТТ г

тгггггггу лг тз

x v V X VvS/VV4 / ч чхУЧА ХХл/УУ

Использование: производство кабелей, шлангов для манипуляторов и схватов промышленных роботов, строительных конструкций и др. Сущность изобретения. Слоистый материал содержит по крайней мере два проводника, покрытых изоляцией с высокой диэлектрической проницаемостью Проводники навиты двойной спиралью и расположены в электрореологической суспензии, образуя пористый материал, помещенный между защитными оболочками. Величина жесткости слоистого материала меняется в зависимости от величины управляющего напряжения, подаваемого на проводники, за счет повышения вязкости электрореологической суспензии. Приведена зависимость величины управляющего напряжения от толщины слоя электрореологической суспензии и толщины изоляции проводников с учетом диэлектрической проницаемости изоляции проводника и электрореолоп/ме- ской суспензии. Конструкция слоистого материала позволяет снизить величину управляющего электронапряжения и повысить экономичность его работы. 1 ил сл С