CN107195407B - 一种基于介电弹性体的可变电阻器 - Google Patents

一种基于介电弹性体的可变电阻器 Download PDF

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Abstract

本发明属于电子用品领域，具体涉及一种基于介电弹性体的可变电阻器。该可变电阻器由两片介电弹性体薄膜和电极组成；薄膜两端固定在柱状长杆上；长杆固定在上下滑槽中，中间长杆用于控制两片介电弹性体薄膜拉伸状态；上下滑槽用于固定长杆和控制薄膜的拉伸状态。通过外部控制台的连接，该可变电阻有四种工作模式：串联大电阻可变；并联小电阻可变；小电阻可变；大电阻可变。本发明的具体优势：所用材料价格低廉，且装置结构简单；该可变电阻器能与外界机械运动相匹配；该可变电阻器有多种工作模式，使其可以运用于多种场合。

Description

一种基于介电弹性体的可变电阻器
所属技术领域
本发明属于电子用品领域，具体涉及一种基于介电弹性体的可变电阻器。
背景技术
介电弹性体(Dielectric elastomer，DE)是一种新型的电活性材料，其形变大、成本低等特点使得介电弹性体可以被运用到许多场合。
普通的可变电阻器电阻变化范围小，且不适用于随着外界机械运动改变电阻的场合。为解决上述问题，设计了一种基于介电弹性体的可变电阻器。该可变电阻器由具有高拉伸率的介电弹性体薄膜制成的压阻电极实现，随着拉伸率的变化其电阻发生明显变化。
发明内容
针对普通电阻器与机械运动不匹配的问题，本发明提出一种基于介电弹性体的可变电阻器。本发明采用的实施方案是：可变电阻器由两片介电弹性体薄膜和电极组成；薄膜两端固定在柱状长杆上；长杆固定在上下滑槽中，中间长杆用于控制两片介电弹性体薄膜拉伸状态；上下滑槽用于固定长杆和控制薄膜的拉伸状态。
所述可变电阻器是由两片介电弹性体薄膜及膜上电极组成，膜上电极由油脂和炭黑按一定比例混合而成。电极在两片薄膜上分别按平行于长杆和垂直于长杆涂覆，电极末端分别用导线与外部控制台连接。
本发明中，中间长杆最初处于正中间，两片薄膜均处于拉伸状态。外力作用下中间长杆左右移动时，两片薄膜一片处于拉伸状态，另一片处于回缩状态但未松弛。由于薄膜的拉伸及收缩，电极也随着其拉伸率不断改变。而两片薄膜由于涂覆的方式不一样，其中垂直于长杆涂覆的电极可以实现大电阻变化，另一片上电极实现小电阻变化。通过外部控制台的连接，该可变电阻有四种工作模式；①串联大电阻可变；②并联小电阻可变；③小电阻可变；④大电阻可变。
特色与优势：①所用材料价格低廉，且装置结构简单；②该可变电阻器能与外界机械运动相匹配；③该可变电阻器有多种工作模式，使其可以运用于多种场合。
附图说明
图1是本发明基于介电弹性体的可变电阻器的结构示意图；
图2是图1中6，7框的局部放大图；
图3是本发明基于介电弹性体的可变电阻器外部控制台的平面结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，滑槽固定装置1与2结合用于固定长杆3及调节长杆4；调节长杆3用于固定介电弹性体薄膜6，7；调节长杆4是中空的夹片形圆柱形长杆，将介电弹性体膜6，7固定于其中；手柄5与长杆4直接相连，用于调节长杆4的位置。
如图2和图3所示，所述的介电弹性体薄膜6，7由介电弹性体DE1、DE2及膜上电极AB和CD组成；电极的A、B、C、D端分别与控制台的A、B、C、D接线柱相连。控制台由接线柱A、B、C、D及开关S组成。
本发明中，当外力推动手柄5左右移动时，介电弹性体薄膜6，7一片处于拉伸状态，一片处于回缩但未松弛的状态。由于介电弹性体薄膜6，7上的电极AB、CD涂覆方式不一样，电极AB形变较小而电极CD形变较大使得电极AB间的电阻变化小，电极CD电极变化大，形成不同的电阻。通过控制台上的开关S改变电极AB与CD的连接方式，使得该可变电阻由四种工作模式：①开关S处于竖直位置时，A、C端相连，控制台B、D接线柱间串联大电阻可变；②开关S处于顺时针30时°，A、D相连，B、C端相连，控制台A、B接线柱间并联小电阻可变；③开关S处于其他位置时，控制台A、B接线柱间小电阻可变；④开关S处于其他位置时，C、D接线柱间大电阻可变。

Claims (1)

1.一种基于介电弹性体的可变电阻器，其特征在于，包括，第一固定装置(1)、第二固定装置(2)、固定长杆(3)、调节长杆(4)、手柄(5)、第一介电弹性体薄膜(6)和第二介电弹性体薄膜(7)；
其中，所述第一介电弹性体薄膜(6)和第二介电弹性体薄膜(7)的两端通过固定长杆(3)固定，所述调节长杆(4)连接所述手柄(5)，置于所述第一固定装置(1)和第二固定装置(2)的滑槽中；所述调节长杆(4)为中空的夹片形圆柱长杆，将所述第一介电弹性体薄膜(6)和第二介电弹性体薄膜(7)固定于其中，且所述调节长杆(4)能够左右滑动，用于控制所述第一介电弹性体薄膜(6)和第二介电弹性体薄膜(7)的拉伸状态；所述调节长杆(4)处于正中间时，两片薄膜均处于拉伸状态，所述调节长杆(4)左右移动时，两片薄膜一片处于拉伸状态，另一片处于回缩状态但未松弛；
所述第一介电弹性体薄膜(6)包括：介电弹性体DE1、电极AB，所述第二介电弹性体薄膜(7)包括：介电弹性体DE2、电极CD；所述电极AB和电极CD由油脂和炭黑混合而成，所述电极AB平行于调节长杆(4)涂覆于介电弹性体DE1上，所述电极CD垂直于调节长杆(4)涂覆于介电弹性体DE2上；
所述电极AB的A端、B端分别连接控制台的A、B接线柱，所述电极CD的C端、D端分别连接控制台的C、D接线柱，所述控制台上的开关S能够改变电极AB与CD的连接方式，使得所述可变电阻器有串联大电阻可变、并联小电阻可变、小电阻可变和大电阻可变四种工作模式；具体包括：
开关S处于竖直位置时，A、C端相连，控制台B、D接线柱间串联大电阻可变；
开关S处于顺时针30°时，A、D端相连，B、C端相连，控制台A、B接线柱间并联小电阻可变；
开关S处于其他位置时，控制台A、B接线柱间小电阻可变以及C、D接线柱间大电阻可变。
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