变长度导线及制造方法及电磁关节机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种导体，特别是涉及一种用于电磁信号的导体。
【背景技术】
[0002]天线用于辐射或接受电磁波，电磁波波长与频率成反比，电磁波的辐射性能与信号频率相关。以天线的基本构成单元半波对称振子为例，振子两臂的电长度为相应辐射频率的二分之一波长。电长度决定了天线的频率带宽，频率带宽通常以谐振频率为中心。理论上可以通过改变电长度，进而改变谐振频率，进而改变频率带宽范围。通过匹配网络实现天线与馈线的阻抗匹配是现有较成熟的技术，而灵活变化电长度目前无法解决。尤其是在微波向超短波方向的频率范围内，如何减小振子天线\螺旋天线以及阵列天线等各类天线的尺寸，也是目前无法克服的实际问题。换言之，如何获得一种可以根据电路需要，实时调整导线长度的导线结构，是目前无法克服的实际问题。
[0003]以上技术缺陷使得在一些特殊应用领域无法进行有效的频率分配。例如，在自动化机械代替人的过程中，一直以来都在创造类似真人一样的柔性臂关节，来完成诸如抓鸡蛋、抓纸杯甚至在隔离区喂传染病人等细腻工作。传统柔性臂大多采用几组齿轮齿条形成关节，再将其进行串列组合，从而完成一个柔性臂的构建。新的技术思路是使用电信号控制电磁元件组成的柔性关节，柔性关节组合后可以实现仿真手臂在空间多自由度的运动。在这一过程中使用有线信号会造成仿真手臂活动受限，需要使用无线通信方式完成控制信号及状态信号的发送与接收。如果使用一个高频带宽信道进行传输就必须考虑电磁兼容性，所以信号带宽必然要窄，信号功率必然受限，所有控制信号加载在一个无线信道中必然会降低信号的可靠性。
[0004]目前常用的无线通信方式在发射方向上将信号(状态信号)调制成高频信号，经阻抗匹配网络由天线发射，在接收方向上，天线连接窄带滤波器接收信号(控制信号)后连接解码器或处理器，其输出连接驱动电路或相应芯片输出(控制电磁元件的)驱动信号，控制相应的电磁元件。将不同电磁元件的信号利用不同的无线传输通道进行传输，可以有效降低无线信号的带宽和频率，降低发射功率和提高接收门限。但是这种在原理上成熟的传输结构，由于天线小型化无法实现，无法应用在柔性臂的控制上。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种变长度导线，解决导线长度一旦固定就无法进行长度调整的技术问题，进而改善现有天线中电磁波福射单元或接收单元只能固定发射或接收较窄单一带宽电磁波信号的技术问题。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种变长度导线制造方法，解决没有长度可变导线的技术问题。
[0007]本发明的再一个目的是提供一种电磁关节机械手，解决机械手臂在信号控制过程中，因为受频率兼容性影响，无法使用高频无线信号又缺乏安装空间不能利用低频无线信号的技术问题。
[0008]本发明的变长度导线，包括液态导体、第一绝缘体和第二绝缘体，第一绝缘体侧壁上开设导向凹槽，第二绝缘体覆盖第一绝缘体侧壁，导向凹槽和导向凹槽相对的第二绝缘体形成液态导体流动的密封管；
[0009]还包括容纳液态导体的第一容器，第一容器与所述密封管管壁连通，形成导电的液态导体流动通道，第一容器与第一受控压力源连接或连通，形成绝缘的第一压力输入通道。
[0010]还包括若干个可控通断电路，在所述密封管中，第二绝缘体的管壁上或第一绝缘体的管壁上，可控通断电路的输入端直接或间接的，沿导向凹槽开设方向间隔布设，可控通断电路的输出端直接或间接的，接地或连接相应的电路输入端，可控通断电路的控制端直接或间接的，接收相应的控制信号。
[0011]还包括容纳流体绝缘体的第二容器，第二容器与所述密封管一端连通，形成流体绝缘体流动通道，第二容器与第二受控压力源连接或连通，形成绝缘的第二压力输入通道。
[0012]所述第一压力输入通道、第二压力输入通道、液态导体流动通道和流体绝缘体流动通道中分别设置通断阀。
[0013]所述第一绝缘体为一圆柱体，所述导向凹槽为外螺纹，在第一绝缘体侧壁上，沿轴向开设；所述第二绝缘体为一圆管，第一绝缘体与第二绝缘体共轴线，第一绝缘体侧壁与第二绝缘体内侧壁紧密配合；
[0014]或者，所述第一绝缘体为一圆管，所述导向凹槽为内螺纹，在第一绝缘体内侧壁上，沿轴向开设，所述第二绝缘体为一圆柱体，第一绝缘体与第二绝缘体共轴线，第一绝缘体内侧壁与第二绝缘体侧壁紧密配合。
[0015]所述可控通断电路包括开关三极管，开关三极管的基极直接或间接的接收控制信号，开关三极管的集电极直接或间接的布设在所述密封管中，开关三极管的发射极直接或间接的，接地或连接相应的电路输入端。
[0016]在第一绝缘体或第二绝缘体的内部或外侧设置保持液态导体恒温的温度调节装置。
[0017]所述第一绝缘体和第二绝缘体采用聚四氟乙烯，所述液态导体包括汞、铯、镓、液态汞合金、液态镓铟锡合金、或电解质溶液中的一种，所述流体绝缘体为碳氢化合物的混合物或惰性气体，所述螺纹的截面形状为半圆形、矩形、梯形或三角形，螺距为0.03mm至1.2mm,或 1.2mm 至 10mnin
[0018]变长度导线的制造方法，包括以下步骤:
[0019]在第一绝缘体侧壁上开设导向凹槽，利用第二绝缘体覆盖第一绝缘体侧壁，导向凹槽和导向凹槽相对的第二绝缘体形成液态导体流动的密封管；
[0020]设置容纳液态导体的第一容器，第一容器与所述密封管侧壁连通，形成导电的液态导体流动通道，第一容器与第一受控压力源连接或连通，形成绝缘的第一压力输入通道。
[0021]利用所述的变长度导线形成的电磁关节机械手，包括电磁柔性关节、手掌、手指和手臂通过相应的电磁柔性关节连接，所述电磁柔性关节的控制信号和状态信号通过无线通信方式接收和发送，无线通信天线采用所述变长度导线；
[0022]所述手臂的一端与机架固定，手臂的另一端通过电磁柔性关节与手掌连接，手掌通过电磁柔性关节与手指连接，手指的每个关节都为电磁柔性关节；所述电磁柔性关节包括下板、伸缩柱和上板，下板通过三跟伸缩柱与上板连接，三根伸缩柱的轴线均与上板、下板周向的0°、120°、240°位置固定；所述伸缩柱包括电磁铁、永磁铁、限位环、柔性筒和顶杆；所述柔性筒底部与下板固定，柔性筒内腔自下到上依次设有电磁铁、永磁铁和顶杆；所述电磁铁固定在柔性筒底部；所述永磁铁以柔性筒内腔为导轨，永磁铁顶部与顶杆底部固定，顶杆顶部与上板连接；所述柔性筒内腔呈圆台状，柔性筒内腔的上内径小于下内径，永磁铁为圆柱状，永磁铁的外径小于柔性筒内腔的下内径，永磁铁的外径大于柔性筒内腔中部的内径；
[0023]本发明电磁关节机械手，其中所述顶杆顶部与上板通过弹簧连接；
[0024]本发明电磁关节机械手，其中所述顶杆为柔性杆，柔性筒内腔中部设有限位环；所述限位环内径与顶杆外径相同，限位环用于限位永磁铁并且对顶杆起导向作用；
[0025]本发明电磁关节机械手，其中所述柔性筒内竹节状嵌入多个磁屏蔽环；所述磁屏蔽环由80%的镲合金Mumetal材料制成，磁屏蔽环的厚度为0.0508毫米，磁屏蔽环的轴线与柔性筒的轴线重合，每个磁屏蔽环之间有间隔，磁屏蔽环之间的间隔小于磁屏蔽环高度的 1/5 ；
[0026]本发明电磁关节机械手，其中所述柔性筒由虾壳状排列的套筒构成；所述套筒包括底套和点限套；所述柔性筒底部为底套；所述底套为圆台状，底套外径较大的圆周面用与固定下板，底套内固定电磁铁，底套上叠加套装多个点限套，底套的侧面与其上侧的点限套通过拉绳连接；所述点限套由自上到下包括第一圆台套和第二圆台套；所述第一圆台套上侧外径小于下侧外径，第二圆台套上侧外径大于下侧外径，第一圆台套下侧的外径与第二圆台套上侧的外径相同，第一圆台套底部与第二圆台套顶部固定，点限套设有轴向通孔；所述点限套底部开设有第一圆台孔；所述第一圆台孔与点限套的轴向通孔相贯通，第一圆台孔上侧的内径与点限套的轴向通孔的内径相同，点限套轴向截面中第一圆台孔的侧面线条与第一圆台套的侧面线条平行；所述点限套上沿轴线方向依次套装有多个点限套，下侧点限套的第一圆台套的侧面与上侧点限套的第二圆台套的下沿之间通过拉绳连