Слоистый материал с изменяемой жесткостью

 

Использование1 изготовление кабелей, шлангов, манипуляторов промышленных роботов и строительных конструкций, сохраняющих жесткость при приложении электрического напряжения. Сущность изобретения для увеличения жесткости электрически соединяют между собой электропроводящие слои (1), закорачивая тем самым размещенные между ними слои (3). содержащие электреты. В зазорах между слоями (1) и (3) помещены слои (2) с электрореологической жидкостью. Под действием электрического поля, определяемого по формуле, вязкость электрореологической жидкости увеличивается вплоть до затвердевания , и слоистый материал без подачи тока сохраняет приданную ему форму. Для снижения жесткости материала необходимо разъединить токопроводящие слои и подать на них расчетную величину электрического напряжения Снаружи материал может быть покрыт защитной оболочкой, 1 ил. V9

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (й)5 8 32 В 33/00 е слои и ину злектматериал болочкой;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4832656/07 (22) 30.05.90 (46) 23.07,92, Бюл, М 27 (71). Ленинградский институт точной механики и оптики (72) В,И,Бойков, С,В.Быстров, А.B,Ñìèðíîâ и M,Ñ, Iåæèí (56) Авторское свидетельство СССР

М 934143, кл. F 16 1 11/12, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1229035, кл, В 25 J 15/00, 1986. (54) СЛОИСТЫЙ МАТЕРИАЛ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ (57) Использование: изготовление кабелей, шлангов, манипуляторов промышленных роботов и строительных конструкций, сохраняющих жесткость при приложении электрического напряжения. Сущность изо Ы, 174905о А1

2 бретения; для увеличения жесткости электрически соединяют между собой электропроводящие слои (1), закорачивая тем самым размещенные между ними слои (3). содержащие электреты. В зазорах между слоями (1) и (3} помещены слои (2) с электрореологической жидкостью. Под действием электрического поля, определяемого по формуле, вязкость электрореологической жидкости увеличивается вплоть до затвердевания, и слоистый материал без подачи тока сохраняет приданну о ему форму. Для снижения жесткости материала необходимо разъединить то копре оводя щи подать на них расчетную велич рического напряжения. Снаружи может быть покрыт защитной о

1749056

Изобретение относится к слоистым ма- Материал состоит из электропроводятериалам с переменной жескостью и может щих слоев 1. между которыми помещены использоваться в производстве различных слои 2, содержащие электрореологическую кабелей и шлангов, манипуляторов про- жидкость, и слои 3, содержащие электреты. мышленных роботов, строительных конст- 5 Снаружи материал может быть покрыт защитной оболочкой 4.

Известен слоистый материал с изме- Жесткость слоистого материала изменяемой жесткостью, содержащий слои няют следующим образом. электропроводных нитей, разделенных по- Для увеличения жесткости электричеристым электроизоляционным материалом, 10 ски соединяют между собой электропропропитанным электрореологической жид- водящие слои 1, закорачиввя тем самым костью. размещенные между ними слои 3, содержаНедостатКами этого технического ре- щиеэлектреты. Взазорахмеждуслоями1и шения являе Йя неэкономичность, невысо- 3, где помещены слои 2 с электрореологичекая надежность и небезопасность, 15 ской жидкостью, устанавливается электриобусловленные необходимостью приложе- . ческое поле найряженностью Е, которую нйя к слоистому материалу высокого элект- можно определить по формуле рического напряжения (до нескольких кВ) для поддержания его в состоянии с высокой Е о Я жеСткостью, которое является основным ре- 20 . f S1+ S2 f: + S яр : жимом примененйя материала.

Наиболее близким к предлагаемому яв- где о — поверхностная плотность заряда ляется слоистый материал с изменяемой электретов; жесткостью, содержащий слои с электро- . S — толщина слоев 3 с электретами; реологической жидкостью, помещенные 25 S1 и S2 — толщина слоев 2 с электрореомежду изолированными друг от друга элек- . логической жидкостью над и под слоями 3 с тропроводными слоями,, электретами;

Недостатками известного материала являются неэкономичность, невысокая íà- я =8,85.10 2Ф/м: дежность и небезопасность, обусловленные 30 высоким управляющим напряженйем," : 8р и Fe — диэлектрическая пройицаеЦелью изобретения является повыше- мость слоев 2 и 3 соответственно. нее экономичности, надежности и безопас- Под действием электрического поля ности устройств с применением слоистого . вязкость электрореологической жидкости материала. ° 35 увеличивается вплоть до затвердевания, В

Поставленйая цель достигается тем, что результате жесткость слоистого материала слоистый материал с изменяемой жестко- возрастает и он приобретает свойство состыо, содержащий rio меньшей мере два хранять приданную ему форму сколь угодно " слоя из электропроводящего материала и долго. Чтобы снизить жесткость слоистого меж унимислойиэ материала, содержаще- 40 материала необходимо снять или хотя бы го электрореологическую жидкость; допол- уменьшить электрическое поле в слоях 2. нительно содержит по меньшей мере один 3то можно сделать, разьединив электрослой, выполненный из электрета, располо- проводящие слои 1 и подав на них электриженный между электропроводящими слоя- ческое напряжение, которое для полной

45 компенсации электрического поля должно

Повышение экономичности, надежно- иметь в@личину сти и безопасности обеспечивается поддержанием основного рабочего состояния п материала (с большой жесткостью) без высокого питающего напряжения, эа счет 50 электрического поля, создаваемого элект- Пример, Пусть сг= 5.10 „Кл/м, Ретами;что исключает "oòåpè из-за-токов,=.3 р-3 $,+ =.2 10-4M,S=4 10 4;„

Утечки в блоке питаниИ позволЯет матеРиа- Тогда при замкнутых. между собой элеклу сохранять приданнУю ему форму незави- тропроводящих слоях 1 напряженность симо оТ случаиных ер бо с питанием " 55 .электрического поля Е в слоях 2 с электрореобеспечивает безопасность обращения с ологической жидкостью будет 126 кВ/мм, материалом.: . 4T0 вполне достаточно для затвердевания

На чертеже схематично показан од» из злектрореологической жидкости. для сняво3мОжных вариантов структуры слоистого тия этого поля необходимо между электроматериала с изменяемой жесткостью.

1749056

Составитель А, Смирнов

Техред М,Моргентал Корректор Q. Кундрик

Редактор M. Янкович

Заказ 2555 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 проводящими слоями 1 создать разность потенциалов 753 В, Это напряжение может быть и меньше, если не нужно полностью снимать поле Е.

Таким образом, использование электретов в слоистых материалах с изменяемой жесткостью позволяет улучшить йх эксплуатационные параметры и расширить за счет этого диапазон областей применения, создавая с их помощью различные оболочки, кабели, шланги и т.п., способные длительное время сохранять приданную им форму, а в случае необходимости быстро менять ее.

Формула изобретения

Слоистый материал с изменяемой жесткостью, содержащий по меньшей мере два слоя из электропроводящего материала и

5 между ними слой из материала, содержащего электрореологическую жидкость, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности, надежности и безопасности устройств с применением

10 слоистого материала, он дополнительно содержит, по меньшей мере один слой, выполненный из электрета, расположенный между электропроводящими слоями,