买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：杨斌堂

摘要：本发明提供了一种色觉力传感结构，包含显色单元501，所述显色单元501包含变形体510，变形体510内部形成密封的容纳空间511；所述容纳空间511内填充有色流体530与弹性颗粒520，一个或多个弹性颗粒520悬浮或沉积在所述有色流体530中；弹性颗粒520中设置有空腔，空腔贯穿弹性颗粒520的外表面，空腔的内部空间形成流体驻留空间521。本发明结构简单，只需采用常规的弹性材料与带有颜色的流体即可实现色觉上的力传感功能，省略了复杂的电学、光学结构，制造成本低。

主权项：1.一种色觉力传感结构，其特征在于，包含显色单元501，所述显色单元501包含变形体510，变形体510内部形成密封的容纳空间511；所述容纳空间511内填充有色流体530与弹性颗粒520，一个或多个弹性颗粒520悬浮或沉积在所述有色流体530中；弹性颗粒520中设置有空腔，空腔贯穿弹性颗粒520的外表面，空腔的内部空间形成流体驻留空间521；变形体510包含透明部；或者，所述变形体510为透明材料变形体；所述弹性颗粒520包含不透明材料弹性颗粒；弹性颗粒520能够在释放状态与变形状态这两种状态之间转换：释放状态下，所述流体驻留空间521的体积达到最大，所述变形状态下，流体驻留空间521的体积减小。

全文数据：色觉力传感结构技术领域本发明涉及光学领域、力学领域、流体储存分配领域，具体地，涉及一种色觉力传感结构。背景技术通过色彩差反应受力件上的受力大小分布具有直观清晰的优势，已经广泛应用在各种分析场合。现有技术中，色彩-压力图多见于CFD、ANSYS等模拟分析软件中，在对实体进行受力分布色彩显示时，通常结合了压敏元件，例如压敏电阻、电容、传感器等结构，另外还需使用到各类具有变色效果的材料。专利文献CN206545893U提供了一种压致变色材料，包含传感显色层及叠置于该传感显色层上的至少一层柔性外包层，传感显色层包含若干排列的显色模块，显色模块包含复数相互间隔排列设置的传感器和发光装置，传感器、发光装置通过导线连通，利用发光装置和传感器植入现有尼龙纤维类布料或其他柔性材料中间，受到压力时可改变颜色，压力消失时变回原色，颜色可透过尼龙布料显示出来，据该专利文献自述，颜色显示与受力面可为同一个面，也可为不同面，材料面积可大可小，根据需求搭配多个显色模块，小面积材料可用于制作服装鞋帽和运动装备等或服装鞋帽和运动装备的一部分，大面积材料可用于工程中监测大面积边坡、土地、建筑等的受力，可应用于生活和工程等多个方面，使用范围广且方便。但是正如上文所述，该专利文献需要用到例如传感器与发光装置等电学光学元件，结构复杂，成本也较高。发明内容针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种色觉力传感结构。根据本发明提供的色觉力传感结构，包含显色单元，所述显色单元包含变形体，变形体内部形成密封的容纳空间；所述容纳空间内填充有色流体与弹性颗粒，一个或多个弹性颗粒悬浮或沉积在所述有色流体中；弹性颗粒中设置有空腔，空腔贯穿弹性颗粒的外表面，空腔的内部空间形成流体驻留空间。优选地，变形体包含透明部；或者，所述变形体为透明材料变形体；所述弹性颗粒包含不透明材料弹性颗粒。优选地，弹性颗粒能够在释放状态与变形状态这两种状态之间转换：释放状态下，所述流体驻留空间的体积达到最大，所述变形状态下，流体驻留空间的体积减小。优选地，所述弹性颗粒为球形，球形弹性颗粒内部设置有腔体，所述腔体通过多个设置的吞吐孔连通到球形弹性颗粒外部空间；或者，弹性颗粒为圆柱形状，圆柱形弹性颗粒内部设置有一轴向开孔，圆柱形弹性颗粒周向面上设置有吞吐槽，轴向开孔内部空间通过吞吐槽与圆柱形弹性颗粒外部空间相互连通。优选地，变形体为弹性材料变形体；变形体通过变形驱动弹性颗粒在释放状态与变形状态这两种状态之间转换。优选地，还包含座体，一个或多个显色单元安装在座体上。优选地，所述显色单元为圆环形；或者，多个显色单元连接形成圆环形；或者，多个显色单元在座体上沿座体长度延伸方向依次布置。优选地，包含多个显色单元，相邻两个显色单元之间直接紧固连接。优选地，所述有色流体包含以下任以下或任多种结构：--有色硅油；--荧光材料流体。优选地，所述变形体为以下任一种或任多种形状：--立方体形；--圆柱形；--球形；--椭球形。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、本发明结构简单，只需采用常规的弹性材料与带有颜色的流体即可实现色觉上的力传感功能，省略了复杂的电学、光学结构，制造成本低；2、本发明能够对多个显色单元进行集成，集成后的尺寸、形状均可以根据实际需要进行选择，能够适用于多种应用场合，安装使用成本低；3、本发明中，用于显色的流体可以是荧光物质，对于不同颜色的荧光物质，照射不同的单色光可以呈现仅对该单色光敏感的压力，或呈现基于压力的单色光信息；4、本发明提供的结构中不存在某一电学元件失效而导致整个电路失效的情况发生，因此在使用中报废率低，能够增加循环使用次数。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为实施例1中弹性颗粒释放状态结构示意图；图2为实施例1中弹性颗粒变形状态结构示意图；图3为实施例2中弹性颗粒释放状态结构示意图；图4为实施例2中弹性颗粒释放状态结构示意图；图5为实施例3中变形体未受力时结构示意图；图6为实施例3中变形体受力时结构示意图；图7为实施例4中色觉力传感结构示意图；图8为实施例4变化例中色觉力传感结构示意图；图9为实施例5中平行四边形横截面的色觉力传感结构示意图；图10为实施例5中矩形横截面的色觉力传感结构示意图；图中示出：具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明提供的色觉力传感结构包含显色单元501，所述显色单元501包含变形体510，变形体510内部形成密封的容纳空间511，所述容纳空间511内填充有色流体530与弹性颗粒520，一个或多个弹性颗粒520悬浮或沉积在所述有色流体530中。变形体510在外力的作用下发生变形，并会将力传递到弹性颗粒520上，例如变形体510可以是弹性的囊体结构。所述弹性颗粒520中设置有通过开孔、开槽、镂空或者生长等方式形成的空腔，空腔的内部空间形成流体驻留空间521。所述空腔贯穿弹性颗粒520的外表面，使得所述有色流体530能够进入或流出所述流体驻留空间521，多个空腔之间可以是相互连通、部分连通或不连通的。变形体510包含透明部，透明部由透明材料制成；或者，所述变形体510本身就是由透明材料一体成型制作而成。所述弹性颗粒520则是由不透明材料制成，这样，容纳空间511中所有的有色流体530，除去流体驻留空间521中的有色流体530，剩下的有色流体530形成了视觉能够进行感知的那部分有色流体530。在无外力时，弹性颗粒520内外压力平衡；受到外力后，弹性颗粒520压力增大，有色流体530从弹性颗粒520中流出，由于不再受弹性颗粒520挡色或遮色或变色，弹性颗粒520外部有色流体530浓度增大，且弹性颗粒520内外色差也发生变化。弹性颗粒520本身由弹性材料制成，在外力的作用下能够发生变形，所述流体驻留空间521的大小也将发生变化。弹性颗粒520能够在释放状态与变形状态这两种状态之间转换，释放状态下，所述流体驻留空间521的体积达到最大，所述变形状态下，流体驻留空间521的体积将减小。实际应用中，弹性颗粒520流体驻留空间521大小发生变化时，流体驻留空间521内部的有色流体530的量也会相应改变。如图1、图2所示，实施例1中，所述弹性颗粒520为球形，球形弹性颗粒内部设置有腔体，所述腔体通过多个吞吐孔522连通到球形弹性颗粒外部空间，释放状态下，球形弹性颗粒形态如图1所示，流体驻留空间521体积达到最大；受力后，所述球形弹性颗粒变成如图2所示的形态，流体驻留空间521体积变小，内部的有色流体530将被挤出，能够被视觉感知的有色流体530的量增加。如图3、图4所示，实施例2为对实施例1中提供的弹性颗粒520的变形，本实施例中，弹性颗粒520变成圆柱形状，圆柱形弹性颗粒内部设置有一轴向开孔，圆柱形弹性颗粒周向面上设置有一吞吐槽523，轴向开孔内部空间通过吞吐槽523与圆柱形弹性颗粒外部空间相互连通。优选地，所述弹性颗粒520还可以是其他的形状，只需保证在释放状态与变形状态转换的过程中，存在流体驻留空间521体积的变化即可。如图5、图6所示，实施例3提供的显色单元501包含了上述的弹性颗粒520，弹性颗粒520与有色流体530填充在变形体510中。变形体510在外力的作用下能够发生弹性变形，进而改变自身的形状。如图5所示，变形体510在未受力时，内部的所有弹性颗粒520均处于释放状态，或者有相对较多的一部分弹性颗粒520处于释放状态；如图6所示，变形体510在受到外力的作用时，形状发生变化，弹性颗粒520存在不同程度的变形，例如内部的所有弹性颗粒520均处于变形状态，或者仅有相对较少的一部分弹性颗粒520处于释放状态。上述的相对多少是指变形体510在受力和未受力两种状态之间的比较。优选地，所述变形体510可以是立方体形、圆柱形、或者球形、椭球形等形状。优选地，所述有色流体530为有色硅油，弹性颗粒520和有色硅油组成的混合流固复合体被一全封闭透明或局部透明的密封变形体510包裹。如图7所示，实施例4提供的色觉力传感结构包含了上述的显色单元501，每个显色单元501的横截面均设置成圆环形，所述色觉力传感结构包含了多个同心布置的显色单元501。本实施例中，还设置有座体540，所述不同直径的显色单元501一层一层嵌入安装在座体540中。优选地，在径向方向上，相邻两个显色单元501之间可以直接接触的。进一步优选地，所述显色单元501也可以是小尺寸结构，每一个圆环形结构都是由多个这样的小尺寸结构的显色单元501排列组合形成的。如图8所示，变化例中，多个所述显色单元501在座体540上沿座体540长度延伸方向依次布置。多个显色单元501不同的色变程度，反应出各处受到外力大小的不同。如图9、图10所示，实施例5为对实施例4提供的色觉力传感结构的变形，所述显色单元501呈立方体形，相邻两个显色单元501之间直接紧固连接，通过对多个显色单元501进行排列组合，形成横截面为平行四边形、矩形等形状的色觉力传感结构，以适应不同使用场合的需求。变化例中，所示显色单元501还可以是位置图中的实线所在部分，在显色单元501之间的空间中可以是实体结构、中空结构或者带有开槽的弹性条结构。工作原理：初始变形体510没有受挤压力时，弹性颗粒520的空腔被有色流体530充满，由于颗粒体壳层材料为非透明，有色流体530置于其中，颜色被遮挡，这样留在弹性颗粒520外面的有色流体530总体数量减少，那么有色程度下降。从透明或局部透明密封变形体510外侧观测其内部，由弹性颗粒520实体颜色与有色流体530混合颜色中，可被直接看到的有色流体530部分较少，有色流体530的整体色度会减少。但随外部挤压力挤压密封变形体510，该挤压力会进而作用在体内的颗粒体上，使颗粒体后挤压，而将其内部的有色流体530挤出，此时，颗粒体外部的有色流体530量相对增加，从视觉效果看，可被观测的有色流体530量增加，色度增加，并且随挤压力增大，色度会进一步增加；如果挤压力逐步减小，弹性颗粒520回弹，流体驻留空间521体积增大同时，有色流体530也随之回流到流体驻留空间521，进而可被观测有色流体530量减少，使观测到的有色部分的色度下降。这样，可被观测到的有色流体530的量或色度或浓度就会与外部挤压力存在对应关系，从而根据能观测到的呈现的颜色深浅即可对应判断变形体510受挤压力的大小，从而形成一种色觉力传感结构。基于力度传感需要而有的颜色“编码”信息，可以通过显色单元501组合、颜色搭配组合来实现，从而知道力的大小和力的分布情况。优选地，有色流体530中的色泽材料，还可以是荧光材料，根据光照后的反光强度可计算获得压力信息；还可以进行字母文字信息与压力之间对应关系方式的文字信息呈现。对于不同颜色的荧光物质，照射不同的单色光可以呈现仅对该单色光敏感的压力，或呈现基于压力的单色光信息。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

权利要求：1.一种色觉力传感结构，其特征在于，包含显色单元501，所述显色单元501包含变形体510，变形体510内部形成密封的容纳空间511；所述容纳空间511内填充有色流体530与弹性颗粒520，一个或多个弹性颗粒520悬浮或沉积在所述有色流体530中；弹性颗粒520中设置有空腔，空腔贯穿弹性颗粒520的外表面，空腔的内部空间形成流体驻留空间521。2.根据权利要求1所述的色觉力传感结构，其特征在于，变形体510包含透明部；或者，所述变形体510为透明材料变形体；所述弹性颗粒520包含不透明材料弹性颗粒。3.根据权利要求1所述的色觉力传感结构，其特征在于，弹性颗粒520能够在释放状态与变形状态这两种状态之间转换：释放状态下，所述流体驻留空间521的体积达到最大，所述变形状态下，流体驻留空间521的体积减小。4.根据权利要求3所述的色觉力传感结构，其特征在于，所述弹性颗粒520为球形，球形弹性颗粒内部设置有腔体，所述腔体通过多个设置的吞吐孔522连通到球形弹性颗粒外部空间；或者，弹性颗粒520为圆柱形状，圆柱形弹性颗粒内部设置有一轴向开孔，圆柱形弹性颗粒周向面上设置有吞吐槽523，轴向开孔内部空间通过吞吐槽523与圆柱形弹性颗粒外部空间相互连通。5.根据权利要求3所述的色觉力传感结构，其特征在于，变形体510为弹性材料变形体；变形体510通过变形驱动弹性颗粒520在释放状态与变形状态这两种状态之间转换。6.根据权利要求1所述的色觉力传感结构，其特征在于，还包含座体540，一个或多个显色单元501安装在座体上。7.根据权利要求6所述的色觉力传感结构，其特征在于，所述显色单元501为圆环形；或者，多个显色单元501连接形成圆环形；或者，多个显色单元501在座体540上沿座体540长度延伸方向依次布置。8.根据权利要求1所述的色觉力传感结构，其特征在于，包含多个显色单元501，相邻两个显色单元501之间直接紧固连接。9.根据权利要求1所述的色觉力传感结构，其特征在于，所述有色流体530包含以下任以下或任多种结构：--有色硅油；--荧光材料流体。10.根据权利要求1所述的色觉力传感结构，其特征在于，所述变形体510为以下任一种或任多种形状：--立方体形；--圆柱形；--球形；--椭球形。

百度查询： 杨斌堂 色觉力传感结构