本申請涉及柔性器件，具體涉及柔性反饋器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、人機交互是指人與機器之間的信息交換。在人機交互應(yīng)用中，缺少觸覺反饋會導致許多重要的信息無法反饋給使用者，難以滿足人機交互中對精度和效率的需求。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)動電壓高等問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┤嵝苑答伷骷捌渲苽浞椒?，結(jié)構(gòu)簡單，自由度高，便于集成擴展使用。
2、為解決上述技術(shù)問題，本申請在第一方面提供了一種柔性反饋器件，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)狀層的遠離所述第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)設(shè)有柔性致動線圈層。通過磁性薄膜層和柔性致動線圈層形成整體柔性化輕薄化的力反饋器件，結(jié)構(gòu)簡單，自由度高，便于集成擴展使用。
3、在一實施方式中，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，靈敏地實現(xiàn)力反饋。
4、在一實施方式中，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。當磁場發(fā)生變化時，磁性薄膜層以固定端為中心上下轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)力反饋。
5、在一實施方式中，所述第一柔性環(huán)狀層的遠離所述第二柔性環(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相互干擾。
6、在一實施方式中，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線圈層形成整體柔性化輕薄化的力反饋器件，結(jié)構(gòu)簡單，自由度高，便于集成擴展使用。
8、在一實施方式中，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，具有對磁場反應(yīng)速度快的特點。
9、第二方面，本申請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，所述柔性致動線圈位于所述第三柔性環(huán)狀層的遠離所述第二柔性環(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線圈層形成整體柔性化輕薄化的力反饋器件，結(jié)構(gòu)簡單，自由度高，便于集成擴展使用。
14、在一實施方式中，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相互干擾。
16、在一實施方式中，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。當磁場發(fā)生變化時，磁性薄膜層以固定端為中心上下轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)力反饋。
19、本申請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)狀層的遠離第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)設(shè)有柔性致動線圈層。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，柔性致動線圈位于第三柔性環(huán)狀層的遠離第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)，得到柔性反饋器件。本申請通過磁性薄膜層和柔性致動線圈層形成整體柔性化輕薄化的力反饋器件，結(jié)構(gòu)簡單，自由度高，便于集成擴展使用。
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)狀層的遠離所述第二柔性環(huán)狀層的一側(cè)設(shè)有柔性致動線圈層。
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。
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：