一種電致變色隱形機器人的制作方法

本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，尤其是一種既具有隱身功能又具有真實觸感的電致變色隱形機器人。

背景技術(shù)：

機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，還可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動，從而協(xié)助或取代人類的部分工作。隨著科技的發(fā)展，機器人逐漸走進人們的日常生活，幫助人們打理家務(wù)，提供娛樂等。目前機器人的研究主要集中在結(jié)構(gòu)和皮膚兩方面。以皮膚為例，為了使機器人更人性化，更具親和力，人們研制出具有柔軟手感的硅膠人造機器人皮膚，還研制出具有高敏度觸感的智能機器人皮膚。但迄今為止，還未有具備隱身功能的隱形機器人出現(xiàn)，尤其是具有隱身功能又具有真實觸感的隱形機器人。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在填補隱形機器人的空白，提供一種既具有隱身功能，又具有真實觸感的電致變色隱形機器人。

為了到達上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種電致變色隱形機器人，包括肢體和皮膚，所述皮膚包括由外到內(nèi)依次粘接的透明硅膠層、透明環(huán)氧樹脂膠層、透明環(huán)氧樹脂保護層、柔性透明導(dǎo)電ITO薄膜層、聚電解質(zhì)層、電致變色層、導(dǎo)電薄膜層、絕緣環(huán)氧樹脂密封層、環(huán)氧樹脂膠層，所述環(huán)氧樹脂膠層用于將所述絕緣環(huán)氧樹脂密封層粘貼在所述肢體上，所述肢體包括背景色采集分析結(jié)構(gòu)，所述背景色采集分析結(jié)構(gòu)用于采集環(huán)境中的圖片并分析圖片的主色調(diào)，然后通過肢體內(nèi)部的控制分析系統(tǒng)控制導(dǎo)電薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層之間的電壓，使電致變色層變色，從而使機器人的皮膚呈現(xiàn)出所述主色調(diào)的顏色。

作為本發(fā)明改進的技術(shù)方案，所述皮膚的制備步驟為：步驟一，用熱蒸鍍法或離子濺射法在絕緣環(huán)氧樹脂密封層表面形成導(dǎo)電薄膜層；步驟二，利用涂覆法在導(dǎo)電薄膜層上形成電致變色層；步驟三，將凝膠狀聚電解質(zhì)涂敷在電致變色層表面形成聚電解質(zhì)層；步驟四，將柔性透明導(dǎo)電ITO薄膜蓋在聚電解質(zhì)層上；步驟五，將導(dǎo)電薄膜層和柔性透明導(dǎo)電ITO薄膜層用兩根導(dǎo)線引出；步驟六，用透明環(huán)氧樹脂保護層包敷在聚電解質(zhì)層外表面上并經(jīng)熱封處理；步驟七，用環(huán)氧樹脂膠將絕緣環(huán)氧樹脂密封層粘貼在機器人肢體上；步驟八，最后利用透明環(huán)氧樹脂膠層將透明硅膠粘貼在透明環(huán)氧樹脂保護層上。

作為本發(fā)明改進的技術(shù)方案，所述電致變色層主要由27～40％電致變色材料、20～27％環(huán)氧樹脂改性丙烯酸樹脂、13～18％十二醇酯、2～6％表面活性劑、0.2～0.8％抗紫外劑、0.5～1.2％消泡劑、余量為乙二醇組成，所述電致變色材料主要為聚(3，4‐亞乙二氧基噻吩)‐聚(苯乙烯磺酸)、聚苯胺、聚(3，4‐乙烯二氧吡咯)、聚(3，4‐丙烯二氧吡咯)或聚甲基吡咯，聚3‐甲基噻吩、聚3‐十烷基噻吩、聚3‐十二烷基噻吩、聚3‐溴代噻吩、聚3，4‐二甲基噻吩、聚2，2’‐二噻吩或聚(3，4‐丙烯二氧噻吩)中的一種和幾種。

進一步地，所述電致變色層主要由30～37％電致變色材料、23～26％環(huán)氧樹脂改性丙烯酸樹脂、14～17％十二醇酯、3～5％表面活性劑、0.3～0.6％抗紫外劑、0.6～1％消泡劑、余量為乙二醇組成。

優(yōu)選地，所述電致變色層主要由33％電致變色材料、25％環(huán)氧樹脂改性丙烯酸樹脂、16％十二醇酯、4％表面活性劑、0.5％抗紫外劑、0.8％消泡劑、余量為乙二醇組成。

作為本發(fā)明改進的技術(shù)方案，所述聚電解質(zhì)層主要由13～17％高氯酸、2～5％高氯酸鋰、26～30％聚甲基丙烯酸甲酯、31～33％碳酸丙烯酯、17～22％乙酸乙酯和1～3％氯化銨組成。

優(yōu)選地，所述聚電解質(zhì)層主要由15％高氯酸、3％高氯酸鋰、28％聚甲基丙烯酸甲酯、32％碳酸丙烯酯、20％乙酸乙酯和2％氯化銨組成。

作為本發(fā)明改進的技術(shù)方案，所述肢體包括頭部和身體部分，頭部的眼睛處安裝有照相機，身體部分安裝有控制分析系統(tǒng)，機器人通過照相機拍攝周邊環(huán)境的圖片，然后將該圖片傳至控制分析系統(tǒng)，控制分析系統(tǒng)分析出所述圖片中比例最大的顏色，然后通過控制分析系統(tǒng)控制導(dǎo)電薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層之間的電壓，使電致變色層變色直至機器人的皮膚呈現(xiàn)出所述主色調(diào)的顏色。

進一步地，所述肢體部分還包括紅外距離傳感器，機器人通過所述紅外距離傳感器感測與其最近的大型物體的方位，然后通過控制分析系統(tǒng)控制照相機拍攝所述大型物體方位的圖片，以此圖片中比例最大的顏色作為機器人皮膚所要呈現(xiàn)的顏色。

有益效果：

本發(fā)明通過模擬變色龍的隱形原理，通過改變機器人的皮膚顏色，使之與周圍環(huán)境的主色調(diào)一致，從而使機器人與周圍環(huán)境融為一體，達到隱身的效果。本發(fā)明的電致變色層變色種類豐富，使用電壓低、安全，光線柔和舒適。絕緣環(huán)氧樹脂密封層和透明環(huán)氧樹脂保護層共同作用，將柔性透明導(dǎo)電ITO薄膜層、聚電解質(zhì)層、電致變色層、導(dǎo)電薄膜層封裝在密閉空間內(nèi)，使得本發(fā)明的皮膚使用壽命長，不易剝落。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電致變色隱形機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2的本發(fā)明電致變色隱形機器人的皮膚的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更清楚明了地理解本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明的電致變色隱形機器人包括肢體2和皮膚1。皮膚1包括由外到內(nèi)依次粘接的透明硅膠層11、透明環(huán)氧樹脂膠層12、透明環(huán)氧樹脂保護層13、柔性透明導(dǎo)電ITO薄膜層14、聚電解質(zhì)層15、電致變色層16、導(dǎo)電薄膜層17、絕緣環(huán)氧樹脂密封層18、環(huán)氧樹脂膠層19，環(huán)氧樹脂膠層19用于將絕緣環(huán)氧樹脂密封層18粘貼在肢體2上。

具體地，皮膚1的制備步驟為：步驟一，用熱蒸鍍法或離子濺射法在絕緣環(huán)氧樹脂密封層18表面形成導(dǎo)電薄膜層17；步驟二，利用涂覆法在導(dǎo)電薄膜層17上形成電致變色層16；步驟三，將凝膠狀聚電解質(zhì)涂敷在電致變色層16表面形成聚電解質(zhì)層15；步驟四，將柔性透明導(dǎo)電ITO薄膜蓋在聚電解質(zhì)層15上；步驟五，將導(dǎo)電薄膜層17和柔性透明導(dǎo)電ITO薄膜層14用兩根導(dǎo)線(141、171)引出；步驟六，用透明環(huán)氧樹脂保護層13包敷在聚電解質(zhì)層15外表面上并經(jīng)熱封處理；步驟七，用環(huán)氧樹脂膠將絕緣環(huán)氧樹脂密封層18粘貼在機器人肢體2上；步驟八，最后利用透明環(huán)氧樹脂膠將透明硅膠粘貼在透明環(huán)氧樹脂保護層13上。步驟一中，本發(fā)明優(yōu)選使用離子濺射法將鋁、銀或銅等導(dǎo)電金屬鍍在絕緣環(huán)氧樹脂密封層18表面。步驟二中，電致變色薄膜層的制備工藝如下：首先將十二醇酯溶于乙二醇中，其次加入電致變色材料、表面活性劑、抗紫外劑和消泡劑，攪拌均勻；然后加熱至50℃，繼續(xù)攪拌；再升溫至80℃，加入環(huán)氧樹脂改性丙烯酸樹脂繼續(xù)攪拌；之后將上述混合物涂敷在導(dǎo)電薄膜層17上，冷卻至室溫，再加入200℃的烘箱中反應(yīng)4h以上，升溫速度為5℃/min。步驟三中，聚電解質(zhì)層15的制備工藝為：將聚甲基丙烯酸甲酯和碳酸丙烯酯均勻混合，形成溶液A；然后將高氯酸溶于乙酸乙酯中，形成溶液B；接著將溶液A和溶液B混合，再加入高氯酸鋰和氯化銨，攪拌混合均勻，得到凝膠狀電解質(zhì)。電致變色材料層中電致變色材料、環(huán)氧樹脂改性丙烯酸樹脂、十二醇酯、表面活性劑、抗紫外劑、消泡劑、乙二醇的用量見實施例1‐5，其中電致變色材料主要為聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚苯胺、聚(3，4-乙烯二氧吡咯)、聚(3，4-丙烯二氧吡咯)或聚甲基吡咯，聚3-甲基噻吩、聚3-十烷基噻吩、聚3-十二烷基噻吩、聚3-溴代噻吩、聚3，4-二甲基噻吩、聚2，2’-二噻吩或聚(3，4-丙烯二氧噻吩)中的一種和幾種。聚電解質(zhì)層15中高氯酸、高氯酸鋰、聚甲基丙烯酸甲酯、碳酸丙烯酯、乙酸乙酯和氯化銨的用量見實施例1-5。

實施例1

其中，電致變色材料為聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚苯胺、聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)和聚(3，4-乙烯二氧吡咯)混合物。按照上述配比制備出機器人的皮膚1，然后進行電致變色測試。測試時連接將兩根導(dǎo)線串入穩(wěn)壓直流電壓中。伏安循環(huán)測試表明，電壓從‐0.5V向1.6V變化過程中，可以觀察到機器人的皮膚1顏色顯示較為清晰，依次從淺黃‐淺黃綠‐淺綠‐淺藍‐藍色‐藍紫色‐紫色的變化過程，變色快，往復(fù)50個循環(huán)后，皮膚1的顏色無明顯衰弱。

實施例2

其中，電致變色材料為聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚(3，4-丙烯二氧吡咯)、聚甲基吡咯或聚3-甲基噻吩。按照上述配比制備出機器人的皮膚1，然后進行電致變色測試。測試時連接將兩根導(dǎo)線串入穩(wěn)壓直流電壓中。伏安循環(huán)測試表明，電壓從‐0.5V向1.6V變化過程中，可以觀察到機器人的皮膚1顏色顯示相對清晰，依次從淺黃‐淺黃綠‐淺綠‐淺藍‐藍色‐藍紫色‐紫色的變化過程，變色快，往復(fù)50個循環(huán)后，皮膚1的顏色無明顯衰弱。

實施例3

其中，電致變色材料為聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚3-十二烷基噻吩、聚3-溴代噻吩或者聚3-十二烷基噻吩和聚3-溴代噻吩的混合物。按照上述配比制備出機器人的皮膚1，然后進行電致變色測試。測試時連接將兩根導(dǎo)線串入穩(wěn)壓直流電壓中。伏安循環(huán)測試表明，電壓從‐0.5V向1.6V變化過程中，可以觀察到機器人的皮膚1顏色顯示清晰，依次從淺黃‐淺黃綠‐淺綠‐淺藍‐藍色‐藍紫色‐紫色的變化過程，變色快，往復(fù)50個循環(huán)后，皮膚1的顏色無明顯衰弱。

實施例4

其中，電致變色材料為聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚3-十二烷基噻吩或聚2，2’-二噻吩。按照上述配比制備出機器人的皮膚1，然后進行電致變色測試。測試時連接將兩根導(dǎo)線串入穩(wěn)壓直流電壓中。伏安循環(huán)測試表明，電壓從‐0.5V向1.6V變化過程中，可以觀察到機器人的皮膚1顏色顯示相對清晰，依次從淺黃‐淺黃綠‐淺綠‐淺藍‐藍色‐藍紫色‐紫色的變化過程，變色慢，往復(fù)50個循環(huán)后，皮膚1的顏色無明顯衰弱。

實施例5

其中，電致變色材料為聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)和聚苯胺的混合物。按照上述配比制備出機器人的皮膚1，然后進行電致變色測試。測試時連接將兩根導(dǎo)線串入穩(wěn)壓直流電壓中。伏安循環(huán)測試表明，電壓從‐0.5V向1.6V變化過程中，可以觀察到機器人的皮膚1顏色顯示較為清晰，依次從淺黃‐淺黃綠‐淺綠‐淺藍‐藍色‐藍紫色‐紫色的變化過程，變色慢，往復(fù)50個循環(huán)后，皮膚1的顏色無明顯衰弱。

機器人的肢體2包括背景色采集分析結(jié)構(gòu)，背景色采集分析結(jié)構(gòu)用于采集環(huán)境中的圖片并分析圖片的主色調(diào)，然后通過肢體2內(nèi)部的控制分析系統(tǒng)24控制導(dǎo)電薄膜層17和透明導(dǎo)電薄膜層17之間的電壓，使電致變色層16變色，從而使機器人的皮膚1呈現(xiàn)出主色調(diào)的顏色。具體地，肢體2包括頭部21和身體部分22，頭部21的眼睛處安裝有照相機23，身體部分22安裝有控制分析系統(tǒng)24，機器人通過照相機23拍攝周邊環(huán)境的圖片，然后將該圖片傳至控制分析系統(tǒng)24，控制分析系統(tǒng)24分析出圖片中比例最大的顏色，然后通過控制分析系統(tǒng)24控制導(dǎo)電薄膜層17和透明導(dǎo)電薄膜層17之間的電壓，使電致變色層16變色直至機器人的皮膚1呈現(xiàn)出主色調(diào)的顏色。進一步地，肢體2部分還包括紅外距離傳感器25，機器人通過紅外距離傳感器25感測與其最近的大型物體的方位，然后通過控制分析系統(tǒng)24控制照相機23拍攝大型物體方位的圖片，以此圖片中比例最大的顏色作為機器人皮膚1所要呈現(xiàn)的顏色。由此，本發(fā)明的機器人模擬變色龍的隱形原理，通過感知其周圍環(huán)境的顏色，使自己的外觀色彩與周圍環(huán)境融為一體，使人們不認真分辨時看不清楚是背景還是機器人，從而實現(xiàn)機器人的隱身功能。

根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。