Слоистый материал с изменяемой жесткостью

)5 В 32 В 33/00 Ь ТВ л, 1 Ф 27кий институтС,В.Быстров,очной м А.В,Смир 82.СССР986,С ИЗМЕНЯ ние кабелей омцшленных струкций, со приложении ущность изо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТРО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ1 РИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИД(54) СЛОИСТЫЙ МАТЕРИАЛМОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ(57) Использование: изготовлшлангов, манипуляторов прроботов и строительных конхраняющих жесткость приэлектрического напряжения. С бретения; для увеличения жесткости электрически соединяют между собой электропроводящие слои (1), закорачивая тем самым размещенные между ними слои ГЗ). 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 приданнуо ему форму. Для снижения жесткости материала необходимо разъединить токопроводящие сйои и подать на них расчетную величину электрического напряжения. Снаружи материал может быть покрыт защитной оболочкой; ЯИзобретение относится к слоистым материалам с переменной жескостью и можетиспользоваться в производстве различныхкабелей и шлангов, манипуляторов промышленных роботов, строительных конструкциях и т,д,Известен слоистый материал с изменяемой жесткостью, содержащий слоиэлектропроводных нитей, разделенных пористым электроизоляционным материалом, 10пропитанным электрореологической жидкостью,Недостатками этого технического решения является неэкономичность, невысокая надежность и небезопасность, 15обусловленные необходимостью приложенйя к слоистому материалу высокого электрического напряжения (до нескольких кВ).для поддержания его в состоянии с высокойжесткостью; которое является основным режимом примененйя материала.Наиболее близким к предлагаемомуявляется слоистый материал с изменяемойжесткостью, содержащий слои с электрореологической жидкостью, помещенные 25между изолированными друг от друга электропроводными слоями,Недостатками известного материалаявляются неэкономичность, невысокая надежность и небеэопасность, обусловленные 30высоким управляющим напряженйем,"Целью изобретения является повышение экономичности, надежности и безопасности устройств с применением слоистогоматериала,35Поставленйая цель достигается тем, чтослоистый материал с изменяемой жесткостью, содержащий йо меньшей мере два" слоя из злектропроводящего материала имежу ними слой иэ материала, содержащего электрореологическую жидкость; дополнительно содержит по меньшей мере одинслой, выполненный из электрета, расположенный между электропроводящими слоями. 45Повышение экономичности, надежности и безопасности обеспечивается поддержанием основного рабочего состоянияматериала (с большой жесткостью) без высокого питающего напряжения, эа счет 50электрического поля, создаваемого электретами; что исключает потери из-за-токовутечки в блоке питания, позволяет материалу сохранять приданную ему форму независимо от случайных перебоев с питанием и 55обеспечивает безопасность обращения сматериалом.На чертеже схематично показан один извозможных вариантов структуры слоистогоматериала с изменяемой жесткостью, Материал состоит из электропроводящих слоев 1. между которыми помещены слои 2, содержащие электрореологическую жидкость, и слои 3, содержащие электреты. Снаружи материал может быть покрыт защитной оболочкой 4.Жесткость слоистого материала изменяют следующим образом.Для увеличения жесткости электрически соединяют между собой электропроводящие слои 1, закорачиввя тем самым размещенные между ними слои 3, содержащие электреты. В зазорах между слоями 1 и 3, где помещены слои 2 с электрореологической жидкостью, устанавливается электрическое поле напряженностью Е, которую можно определить по формуле Е= где о - и электретоЯ - то 31 и Я логическа электрета оверхностная плотн щина слоев 3 с элект - толщина слоев 2 с жидкостью над и по и; сть зар ретами;электрореод слоями 3 с=8,85 10ер,и ев - диэлектрическая проницаемость слоев 2 и 3 соответственно.Под действием электрического поля вязкость электрореологической жидкости увеличивается вплоть до затвердевания, В результате жесткость слоистого материала возрастает и он приобретает свойство сохранять приданную ему форму сколь угодно долго. Чтобы снизить жесткость слоистого материала необходимо снять или хотя бы уменьшить электрическое поле в слоях 2. Это можно сделать, разьединив электро- проводящие слои 1 и подав на них электрическое напряжение, которое для полной компенсации электрического поля должно йметь величину ЯЧо =Е яе = 3, ер = 3, Тогда при з тропроводя .электрическо ологической что вполне д злектрореол ТИЯ ЭТОГО ПО т 5 рТ /м; е р, Пусть а=5 51+ 32=210 м. Я амкнутыхмежду щих слоях .1 нап го поля Е в слоях 2 жидкостью будет остаточно для за огической жидкост ля необходимо меж1749056 Составитель А, СмирновТехред М,Моргентал Корректор О, Кундрик Редактор М. Янкович Заказ 2555 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственногокомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 45 Производственно-издательский комбинат.Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 проводящими слоями 1 создать разность потенциалов 753 В, Это напряжение может быть и меньше, если не нужнополностью 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 злектрореологическую жидкость, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности, надежности ибезопасности устройств с применением 10 слоистого материала, он дополнительно содержит, по меньшей мере один слой, выполненный из электрета, расположенныймежду электропроводящими слоями,