本申請(qǐng)涉及柔性器件，具體涉及柔性反饋器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、人機(jī)交互是指人與機(jī)器之間的信息交換。在人機(jī)交互應(yīng)用中，缺少觸覺反饋會(huì)導(dǎo)致許多重要的信息無法反饋給使用者，難以滿足人機(jī)交互中對(duì)精度和效率的需求。經(jīng)過多年快速發(fā)展，柔性可穿戴觸覺反饋器件在柔性化、輕量化等方面取得了明顯的進(jìn)步，但是距離應(yīng)用需求還存在不少挑戰(zhàn)。例如，可穿戴觸覺反饋器件仍然存在柔性較差、質(zhì)量和體積較大或者驅(qū)動(dòng)電壓高等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┤嵝苑答伷骷捌渲苽浞椒?，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自由度高，便于集成擴(kuò)展使用。
2、為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?jiān)诘谝环矫嫣峁┝艘环N柔性反饋器件，包括依次層疊設(shè)置的第一柔性環(huán)狀層、第二柔性環(huán)狀層和第三柔性環(huán)狀層；所述第二柔性環(huán)狀層上設(shè)有可活動(dòng)的磁性薄膜層，所述磁性薄膜層的面積小于所述第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積；所述第三柔性環(huán)狀層的遠(yuǎn)離所述第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)設(shè)有柔性致動(dòng)線圈層。通過磁性薄膜層和柔性致動(dòng)線圈層形成整體柔性化輕薄化的力反饋器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自由度高，便于集成擴(kuò)展使用。
3、在一實(shí)施方式中，所述第一柔性環(huán)狀層、所述第二柔性環(huán)狀層和所述第三柔性環(huán)狀層的中心重合，所述第一柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積大于或等于所述第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積，所述第三柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積大于或等于所述第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積。第一柔性環(huán)狀層、第二柔性環(huán)狀層和第三柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)共同形成用于容納磁性薄膜層的容納空間，使得磁性薄膜層能在容納空間中自由活動(dòng)，靈敏地實(shí)現(xiàn)力反饋。
4、在一實(shí)施方式中，所述磁性薄膜層的固定端與所述第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)連接，所述磁性薄膜層的自由端沿垂直于所述第二柔性環(huán)狀層所在平面的方向自由移動(dòng)。當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，磁性薄膜層以固定端為中心上下轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)力反饋。
5、在一實(shí)施方式中，所述第一柔性環(huán)狀層的遠(yuǎn)離所述第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)設(shè)有溫度反饋線圈。通過設(shè)置溫度反饋線圈，使得柔性反抗器件具有壓力—溫度雙模態(tài)反饋，反饋速度快，且壓力反饋與溫度反饋之間不會(huì)相互干擾。
6、在一實(shí)施方式中，所述溫度反饋線圈的材質(zhì)包括液態(tài)金屬。通過改變?nèi)嵝砸簯B(tài)金屬加熱線圈線徑，控制線圈電阻從而控制升溫范圍。
7、在一實(shí)施方式中，所述第一柔性環(huán)狀層和所述第三柔性環(huán)狀層的厚度之和大于所述磁性薄膜層的厚度。通過磁性薄膜層和柔性致動(dòng)線圈層形成整體柔性化輕薄化的力反饋器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自由度高，便于集成擴(kuò)展使用。
8、在一實(shí)施方式中，所述磁性薄膜層中磁性材料的質(zhì)量占比為40％wt～70％wt。將磁性材料控制在上述參數(shù)范圍內(nèi)得到的柔性反饋器件，具有對(duì)磁場(chǎng)反應(yīng)速度快的特點(diǎn)。
9、第二方面，本申請(qǐng)還提供一種柔性反饋器件的制備方法，包括以下步驟：
10、提供第一柔性環(huán)狀層、第二柔性環(huán)狀層和第三柔性環(huán)狀層；
11、在所述第二柔性環(huán)狀層上形成可活動(dòng)的磁性薄膜層，所述磁性薄膜層的面積小于所述第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積；
12、在所述第三柔性環(huán)狀層的一側(cè)形成柔性致動(dòng)線圈層；
13、依次層疊組裝所述第一柔性環(huán)狀層、所述第二柔性環(huán)狀層和所述第三柔性環(huán)狀層，其中，所述柔性致動(dòng)線圈位于所述第三柔性環(huán)狀層的遠(yuǎn)離所述第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)，得到柔性反饋器件。通過磁性薄膜層和柔性致動(dòng)線圈層形成整體柔性化輕薄化的力反饋器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自由度高，便于集成擴(kuò)展使用。
14、在一實(shí)施方式中，所述方法，還包括：
15、在所述第一柔性環(huán)狀層的遠(yuǎn)離所述第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)形成溫度反饋線圈。通過設(shè)置溫度反饋線圈，使得柔性反抗器件具有壓力—溫度雙模態(tài)反饋，反饋速度快，且壓力反饋與溫度反饋之間不會(huì)相互干擾。
16、在一實(shí)施方式中，所述在所述第二柔性環(huán)狀層上形成磁性薄膜層，包括：
17、在高分子有機(jī)材料前驅(qū)體中加入磁性材料，加熱固化后形成磁性薄膜層；
18、將所述磁性薄膜層的固定端與所述第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)連接，使所述磁性薄膜層的自由端沿垂直于所述第二柔性環(huán)狀層所在平面的方向自由移動(dòng)。當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，磁性薄膜層以固定端為中心上下轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)力反饋。
19、本申請(qǐng)的柔性反饋器件及其制備方法，柔性反饋器件包括依次層疊設(shè)置的第一柔性環(huán)狀層、第二柔性環(huán)狀層和第三柔性環(huán)狀層；第二柔性環(huán)狀層上設(shè)有可活動(dòng)的磁性薄膜層，磁性薄膜層的面積小于第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積；第三柔性環(huán)狀層的遠(yuǎn)離第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)設(shè)有柔性致動(dòng)線圈層。柔性反饋器件的制備方法，包括：提供第一柔性環(huán)狀層、第二柔性環(huán)狀層和第三柔性環(huán)狀層；在第二柔性環(huán)狀層上形成可活動(dòng)的磁性薄膜層，磁性薄膜層的面積小于第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積；在第三柔性環(huán)狀層的一側(cè)形成柔性致動(dòng)線圈層；依次層疊組裝第一柔性環(huán)狀層、第二柔性環(huán)狀層和第三柔性環(huán)狀層，其中，柔性致動(dòng)線圈位于第三柔性環(huán)狀層的遠(yuǎn)離第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)，得到柔性反饋器件。本申請(qǐng)通過磁性薄膜層和柔性致動(dòng)線圈層形成整體柔性化輕薄化的力反饋器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自由度高，便于集成擴(kuò)展使用。
1.一種柔性反饋器件，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的第一柔性環(huán)狀層、第二柔性環(huán)狀層和第三柔性環(huán)狀層；所述第二柔性環(huán)狀層上設(shè)有可活動(dòng)的磁性薄膜層，所述磁性薄膜層的面積小于所述第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積；所述第三柔性環(huán)狀層的遠(yuǎn)離所述第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)設(shè)有柔性致動(dòng)線圈層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性反饋器件，其特征在于，所述第一柔性環(huán)狀層、所述第二柔性環(huán)狀層和所述第三柔性環(huán)狀層的中心重合，所述第一柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積大于或等于所述第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積，所述第三柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積大于或等于所述第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性反饋器件，其特征在于，所述磁性薄膜層的固定端與所述第二柔性環(huán)狀層的內(nèi)環(huán)連接，所述磁性薄膜層的自由端沿垂直于所述第二柔性環(huán)狀層所在平面的方向自由移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性反饋器件，其特征在于，所述第一柔性環(huán)狀層的遠(yuǎn)離所述第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)設(shè)有溫度反饋線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性反饋器件，其特征在于，所述溫度反饋線圈的材質(zhì)包括液態(tài)金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性反饋器件，其特征在于，所述第一柔性環(huán)狀層和所述第三柔性環(huán)狀層的厚度之和大于所述磁性薄膜層的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性反饋器件，其特征在于，所述磁性薄膜層中磁性材料的質(zhì)量占比為40％wt～70％wt。
8.一種柔性反饋器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法，還包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述在所述第二柔性環(huán)狀層上形成磁性薄膜層，包括：