CN101252325A - 卷形驱动器 - Google Patents
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Abstract
卷形驱动器，本发明涉及一种驱动器。本发明是为解决现有驱动器所需响应时间长、产生噪音大、体积大、重量大、耗电量大、机械结构复杂、柔性差、仿生性能差的问题，本发明的复合膜由第一层薄膜、第一层碳电极、第二层薄膜和第二层碳电极组成，第一层薄膜的下面涂覆第一层碳电极，第二层薄膜粘在第一层碳电极的下面，第二层碳电极涂覆在第二层薄膜的下面，软弹簧套装在固定轴上，复合膜缠绕在软弹簧的外表面上，蜡层涂在复合膜的最外层上，胶带设置在复合膜的两端面上，两个大头针分别穿在缠好的复合膜的上下端。本发明具有响应时间短、噪音小、驱动力大、耗电量小、仿生性能优异等优点。本发明结构简单、体积小、重量轻。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动器。
背景技术
现有驱动器的驱动方式大都采用机械驱动、液压驱动、电机驱动，这些种驱动器所需响应时间长、产生噪音大、体积大、重量大、耗电量大、机械结构复杂、柔性差、仿生性能差，而且现有驱动器很难在航空航天、人工肌肉、面部表情仿真等领域应用。
发明内容
本发明的目的是为解决现有驱动器所需响应时间长、产生噪音大、体积大、重量大、耗电量大、机械结构复杂、柔性差、仿生性能差的问题，提供一种卷形驱动器。
本发明包括固定轴1、软弹簧2、复合膜3和两个大头针6，复合膜3由第一层薄膜31、第一层碳电极32、第二层薄膜33和第二层碳电极34组成，第一层薄膜31的右侧面上涂覆第一层碳电极32，第二层薄膜33粘在第一层碳电极32的右侧面上，第二层碳电极34涂覆在第二层薄膜33的右侧面上，软弹簧2套装在固定轴1上，复合膜3缠绕在软弹簧2的外表面上，两个大头针6分别穿在缠好的复合膜3的上下端。
本发明的优点是：一、由于本发明采用了复合膜3作为驱动元件，所以本发明具有响应时间短、噪音小、驱动力大、耗电量小、仿生性能优异等优点。二、本发明结构简单、体积小、重量轻。三、本发明在面部表情、航空航天、机器人、机器昆虫、人工肌肉、噪声控制、触觉接口、肌肉的复位与增长、液体和气体流量控制等众多领域有广泛应用。
附图说明
图1是本发明的整体结构剖视图，图2是图1的A-A剖视图，图3是复合膜3的结构示意图，图4是图3的K向视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图3说明本实施方式，本实施方式由固定轴1、软弹簧2、复合膜3和两个大头针6组成，复合膜3由第一层薄膜31、第一层碳电极32、第二层薄膜33和第二层碳电极34组成，第一层薄膜31的右侧面上涂覆第一层碳电极32，第二层薄膜33粘在第一层碳电极32的右侧面上，第二层碳电极34涂覆在第二层薄膜33的右侧面上，软弹簧2套装在固定轴1上，复合膜3缠绕在软弹簧2的外表面上，两个大头针6分别穿在缠好的复合膜3的上下端。由第一层薄膜31、第一层碳电极32、第二层薄膜33和第二层碳电极34构成的复合膜3在软弹簧2上缠绕时，将第一层薄膜31挨着软弹簧2进行缠绕。这样设计使本发明具有电致活性变形的功能；大头针6的作用是防止薄膜的回复力使驱动器变形。
具体实施方式二：结合图3说明本实施方式，本实施方式的第一层薄膜31和第二层薄膜33的材质为丙烯酸。丙烯酸是一种新型智能高分子材料，它是电致活性聚合物介电弹性体材料的一种，丙烯酸材料能够在外加电场作用下，通过材料内部结构改变而伸缩、弯曲、束紧、膨胀，和生物肌肉十分相似，因此获得了人工肌肉的美誉。丙烯酸材料具有超大变形、高弹性能密度、高效率、超短反应时间、高疲劳寿命等特点。
具体实施方式三：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的第一层薄膜31和第二层薄膜33为拉伸过的薄膜，其拉伸量为：横向(即x方向)拉伸率为3，纵向(即y方向)拉伸率为6.5，第一层薄膜31和第二层薄膜33拉伸前的厚度为1mm，薄膜拉伸时，将丙烯酸薄膜放到双向拉伸机构上夹紧，同时拉动水平方向的滑块，使得横向(即x方向)的预拉伸率为3，即横向的薄膜长度变为原来横向长度的3倍，固定滑块后，拉动竖直方向的滑块，使得竖直方向的预拉伸率为6.5，即把纵向(即y方向)的薄膜长度变为原来纵向长度的6.5倍。这样总体面积增大约20倍，而厚度减少约20倍，达到了降低薄膜厚度的要求，而且这样拉伸，薄膜比较均匀，没有奇异点，施加电压后，很难产生应力集中效应，薄膜的性能和使用寿命会大大提高。拉伸过的薄膜变薄后具有反应时间短的作用。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式是外露在纵向端面的第一层碳电极32为负极35，外露在纵向端面的第二层碳电极34为正极36。这样设计便于施加电压。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是它还增加有两个铝箔7，两个铝箔7分别与第一层碳电极32上的负极35和第二层碳电极34上的正极36连接。这样设计便于通电和施加电压。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是它还增加有蜡层4，蜡层4涂在复合膜3的最外层上，即第二层碳电极34的外表面上。蜡层4是为使驱动器与外部绝缘。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是它还增加有两个胶带5，两个胶带5分别设置在复合膜3的上、下端面上。胶带5能防止驱动器短路。
本发明的工作原理：在第一层碳电极32和第二层碳电极34上施加电压后，由于静电力作用，第一层碳电极32和第二层碳电极34上的异性电荷相互吸引，第一层碳电极32和第二层碳电极34上的同性电荷相互排斥，缠绕在软弹簧2上的第一层薄膜31和第二层薄膜33将沿电压施加的方向产生收缩，而在垂直于电压施加的方向扩展延伸，产生较大的垂直于电场方向的应变，这样卷形驱动器的每一层面积变大而厚度变小，使得驱动器整体产生拉伸变形。当不施加电压时，驱动器恢复原状。随着电压的变化，驱动器的拉伸形变发生变化，进而产生不同的驱动力。
Claims (7)
1. 一种卷形驱动器，它包括固定轴(1)、软弹簧(2)、复合膜(3)和两个大头针(6)，其特征在于复合膜(3)由第一层薄膜(31)、第一层碳电极(32)、第二层薄膜(33)和第二层碳电极(34)组成，第一层薄膜(31)的右侧面上涂覆第一层碳电极(32)，第二层薄膜(33)粘在第一层碳电极(32)的右侧面上，第二层碳电极(34)涂覆在第二层薄膜(33)的右侧面上，软弹簧(2)套装在固定轴(1)上，复合膜(3)缠绕在软弹簧(2)的外表面上，两个大头针(6)分别穿在缠好的复合膜(3)的上下端。
2. 根据权利要求1所述的卷形驱动器，其特征在于第一层薄膜(31)和第二层薄膜(33)的材质为丙烯酸。
3. 根据权利要求2所述的卷形驱动器，其特征在于第一层薄膜(31)和第二层薄膜(33)为拉伸过的薄膜，其拉伸量为：横向拉伸率为3，纵向拉伸率为6.5。
4. 根据权利要求3所述的卷形驱动器，其特征在于外露在纵向端面的第一层碳电极(32)为负极(35)，外露在纵向端面的第二层碳电极(34)为正极(36)。
5. 根据权利要求4所述的卷形驱动器，其特征在于本发明还包含有两个铝箔(7)，两个铝箔(7)分别与第一层碳电极(32)上的负极(35)和第二层碳电极(34)上的正极(36)连接。
6. 根据权利要求5所述的卷形驱动器，其特征在于本发明还包含有蜡层(4)，蜡层(4)涂在复合膜(3)的最外层上。
7. 根据权利要求6所述的卷形驱动器，其特征在于本发明还包含有两个胶带(5)，两个胶带(5)分别设置在复合膜(3)的上、下端面上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100642050A CN101252325A (zh) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | 卷形驱动器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100642050A CN101252325A (zh) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | 卷形驱动器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101252325A true CN101252325A (zh) | 2008-08-27 |
Family
ID=39955537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008100642050A Pending CN101252325A (zh) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | 卷形驱动器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101252325A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109835451A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-06-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种介电弹性体驱动单元、仿生软体机器鱼及其制作方法 |
| CN110696025A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种柔性仿人手 |
| CN112571440A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-30 | 中国空间技术研究院 | 关节单元、指形装置及抓手 |
| CN113427494A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-09-24 | 西安工业大学 | 一种基于介电弹性体仿生水蛇形机器人 |
-
2008
- 2008-03-31 CN CNA2008100642050A patent/CN101252325A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109835451A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-06-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种介电弹性体驱动单元、仿生软体机器鱼及其制作方法 |
| CN110696025A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种柔性仿人手 |
| CN112571440A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-30 | 中国空间技术研究院 | 关节单元、指形装置及抓手 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080827 |