CN204649105U - 一种介电弹性体推销器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种介电弹性体推销器，包括致动单元、销子、外壳和壳盖，致动单元包括弹簧、预拉伸的介电弹性体、左滑块和右滑块，弹簧位于外壳内,弹簧的一端两端分别连接左滑块和右滑块，右滑块与外壳的端部连接，左滑块与销子的尾部连接，弹簧的外部缠绕有多层介电弹性体，卷绕在弹簧的最内层介电弹性体和最外层介电弹性体分别引出一根导线。本实用新型还提供了制造上述推销器的方法。本实用新型介电弹性体推销器具有电—机械转换效率高，抗振性能好，抗疲劳，响应时间快，状态可恢复，可反复使用、可靠性高的特点。

Description

一种介电弹性体推销器

技术领域

本发明属于推销器技术领域，具体涉及一种介电弹性体推销器。

背景技术

推销器在航空航天、机器人、武器系统等众多领域有着广泛的应用。推销器常见的驱动方式有火药推销器、形状记忆合金推销器等。火药推销器依靠火药燃烧产生的气体推动销子运动，具有驱动力大的优点，但是该推销器只能一次使用，且运动时的冲击载荷较大。形状记忆合金推销器依靠温度变化驱动形状记忆合金弹簧产生形变，驱动销子运动，具有可反复使用的优点，但是该推销器响应时间慢，易受环境温度影响。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种介电弹性体推销器，具有电—机械转换效率高，抗振性能好，抗疲劳，响应时间快，状态可恢复，可反复使用、可靠性高的特点，解决现有的推销器不能反复使用、响应时间慢的问题。

本实用新型的一种介电弹性体推销器，包括致动单元、销子、外壳和壳盖，致动单元包括弹簧、预拉伸的介电弹性体、左滑块和右滑块，弹簧位于外壳内，弹簧的一端两端分别连接左滑块和右滑块，右滑块与外壳的端部连接，左滑块与销子的尾部连接，弹簧的外部缠绕有多层介电弹性体，卷绕在弹簧的最内层介电弹性体和最外层介电弹性体分别引出一根导线；在导线通电前，预拉伸的介电弹性体具有回缩力，处于压缩状态的弹簧具恢复原状的抗力，介电弹性体的回缩力与弹簧的恢复抗力形成力平衡，此时销子处于外壳内部；在导线通电后，介电弹性体在静电压力的作用下面积增大及长度伸长，受压缩的弹簧恢复原长，由于右滑块被固定，故伸长的弹簧及介电弹性体驱动左滑块运动，左滑块带动与其连接的销子一起运动，此时销子伸出壳盖位于外壳外部。

进一步的，所述左滑块和右滑块均为阶梯状圆柱体，材料均为非金属材料，弹簧两端分别与左滑块和右滑块内部的螺纹连接固定；

进一步的，所述介电弹性体在拉伸机构上进行双向预拉伸，预拉伸后的面积为预拉伸前面积的9～25倍，如此设置，使得介电弹性体材料的厚度更小，相同电压驱动下产生的驱动力更大。

进一步的，涂有电极的预拉伸的介电弹性体卷绕在弹簧上的卷绕层数为3～7层，如此设置，使得介电弹性体推销器产生的驱动力更大。卷绕时，弹簧的预压缩量为10％～30％，如此设置，弹簧产生的预压缩力为预拉伸的介电弹性体提供了支撑预载荷。

进一步的，所述介电弹性体为薄膜状VHB系列聚丙烯酸弹性体。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型利用弹簧、介电弹性体、左滑块和右滑块构成的致动单元作为介电弹性体推销器的驱动件，由于介电弹性体的电—机械转换效率高、抗振性能好、抗疲劳、价格低，因此本实用新型具有电—机械转换效率高，抗振性能好，抗疲劳，状态可恢复，成本低，便于安装等优点，可应用于航空航天、机器人、武器系统等众多领域。

附图说明

图1为介电弹性体推销器运动前的结构示意图；

图2为致动单元结构示意图；

图3为介电弹性体推销器运动后的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

具体实施例一：

如图1所示，本实施例中的一种介电弹性体推销器及其制造方法。所述介电弹性体推销器包括致动单元1、销子2、外壳3和壳盖4。如图2所示，其中，致动单元1由弹簧1-1、介电弹性体1-2、左滑块1-3和右滑块1-4构成。其制造方法是这样完成的：a.将左滑块1-3和右滑块1-4安装在弹簧1-1的两端；b.将介电弹性体1-2在拉伸机构上进行预拉伸；c.在预拉伸的介电弹性体上下表面涂覆电极；d.将涂有电极的预拉伸的介电弹性体1-2卷绕在弹簧1-1上；e.在卷绕在弹簧1-1的最内层介电弹性体1-2和最外层介电弹性体1-2各引出一根导线；f.将销子2安装在左滑块1-3上；g.将致动单元1和销子2封装在外壳3和壳盖4内；

进一步的，所述步骤a中，左滑块1-3和右滑块1-4均为阶梯状圆柱体，材料均为非金属材料，弹簧1-1两端分别与左滑块1-3和右滑块1-4内部的螺纹连接固定；

进一步的，所述步骤b中,介电弹性体1-2在拉伸机构上进行双向预拉伸，预拉伸后的面积为预拉伸前面积的9倍，如此设置，使得介电弹性体材料的厚度更小，相同电压驱动下产生的驱动力更大；

进一步的，所述步骤d中,涂有电极的预拉伸的介电弹性体1-2卷绕在弹簧1-1上的卷绕层数为3层，如此设置，使得介电弹性体推销器产生的驱动力更大。卷绕时，弹簧1-1的预压缩量为10％，如此设置，弹簧1-1产生的预压缩力为预拉伸的介电弹性体1-2提供了支撑预载荷。

进一步的，所述介电弹性体1-2为美国3M公司的薄膜状VHB4910聚丙烯酸弹性体。

通电前，预拉伸的介电弹性体1-2具有一个回缩力，处于压缩状态的弹簧1-1具有一个恢复原状的抗力，预拉伸的介电弹性体1-2的回缩力与弹簧1-1的恢复抗力形成力平衡，此时销子2处于外壳3内部；

通电后，介电弹性体1-2受到静电压力的作用，导致其面积增大和长度伸长，受压缩的弹簧1-1恢复原长，由于右滑块被固定，故伸长的弹簧1-1及介电弹性体1-2驱动左滑块1-3运动，左滑块1-3带动与其螺纹连接固定在一起的销子2一起运动，介电弹性体推销器运动后，处于如图3所示的状态。

致动单元1封装在外壳3和壳盖4内，可以对致动单元1起到有效的结构防护作用。

具体实施例二：

本实施例与具体实施例一的不同点是，本实施例的步骤b中，介电弹性体1-2在拉伸机构上进行双向预拉伸，预拉伸后的面积为预拉伸前面积的25倍。所述步骤d中,涂有电极的预拉伸的介电弹性体1-2卷绕在弹簧1-1上的卷绕层数为7层，卷绕时，弹簧1-1的预压缩量为30％。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种介电弹性体推销器，其特征在于，包括致动单元(1)、销子(2)、外壳(3)和壳盖(4)，其特征在于，致动单元(1)包括弹簧(1-1)、预拉伸的介电弹性体(1-2)、左滑块(1-3)和右滑块(1-4)，弹簧(1-1)位于外壳(3)内，弹簧(1-1)的一端两端分别连接左滑块(1-3)和右滑块(1-4)，右滑块(1-4)与外壳(3)的端部连接，左滑块(1-3)与销子(2)的尾部连接，弹簧(1-1)的外部缠绕有多层介电弹性体(1-2)，卷绕在弹簧(1-1)的最内层介电弹性体和最外层介电弹性体分别引出一根导线；在导线通电前，预拉伸的介电弹性体(1-2)具有回缩力，处于压缩状态的弹簧(1-1)具恢复原状的抗力，介电弹性体(1-2)的回缩力与弹簧(1-1)的恢复抗力形成力平衡，此时销子(2)处于外壳(3)内部；在导线通电后，介电弹性体(1-2)在静电压力的作用下面积增大及长度伸长，受压缩的弹簧(1-1)恢复原长，由于右滑块(1-4)被固定，故伸长的弹簧(1-1)及介电弹性体(1-2)驱动左滑块(1-3)运动，左滑块(1-3)带动与其连接的销子(2)一起运动，此时销子(2)伸出壳盖(4)位于外壳(3)外部。

2.根据权利要求1所述的介电弹性体推销器，其特征在于，所述介电弹性体(1-2)预拉伸后的面积为预拉伸前面积的9～25倍。

3.根据权利要求1或2所述的介电弹性体推销器，其特征在于，所述介电弹性体(1-2)卷绕在弹簧(1-1)上的卷绕层数为3～7层，所述弹簧(1-1)的预压缩量为10％～30％。

4.根据权利要求1或2所述的介电弹性体推销器，其特征在于，所述左滑块(1-3)和右滑块(1-4)均为阶梯状圆柱体和非金属材料。

5.根据权利要求1或2所述的介电弹性体推销器，其特征在于，所述弹簧(1-1)两端分别与左滑块(1-3)和右滑块(1-4)螺纹连接。