[发明专利]一种仿生人工驱动装置

说明书

本发明公开了一种仿生人工驱动装置，包括支撑基板，第一绝缘层，第一电极，介电弹性体，第二电极和第二绝缘层，其中所述支撑基板具有对称性分布的四个花瓣状结构，所述四个花瓣状结构通过中间的连接区域连接,以及，电连接至第一电极和第二电极的驱动电源。针对常用的仿生人工驱动装置中通常包含支撑框架和形变单元，其中形变单元由介电弹性体和驱动电极构成，但是支撑框架通常位于形变单元的周围，影响驱动装置的驱动自由性，本发明提供了一种仿生人工驱动装置，提高了装置的自由性和稳定性。

技术领域

本发明涉及驱动装置领域，具体涉及一种仿生人工驱动装置。

背景技术

目前，由介电弹性体制成的致动器正在激发人们的注意力由于其卓越的机电性，对介电弹性体领域的兴趣日益浓厚属性。

介电弹性体代表了所谓的“智能”的广泛家族材料是能够转换电能的能源机械形式，反之亦然。作为致动材料，介电弹性体被显着地研究需要大的机械顺从性，有效的可缩放性，高功率重量和功率体积比和高效率，通常排除传统的致动技术(静电，电磁，液压，气动和热化学电)。介电弹性体由能够改变尺寸和/或形状的材料组成对适时电刺激的反应。基于介电弹性体的执行器显示有用性质，例如相当大的活动应变和/或响应于电的应力刺激，机械灵活性高，重量轻，结构合理简单和多功能性，易于材料处理，可扩展性，无声噪音，不产生热量，在大多数情况下，成本低。这些属性正被用于几种应用。用法跨越从微到医疗和触觉设备等不同部门的宏观规模，消费电子，自动化和机器人系统。例如，用于微流体系统的微型泵和微型阀，用于医疗的活性化合物的受控释放治疗装置，手术小型化用于医疗介入系统的工具，小型化植入式致动器作为人造器官的组成部分，机器人系统，变刚度装置(例如用于与机器人相互作用的机器人致动器)人类和车辆的减震器)，矫形矫形器系统(例如手和肢体矫形器)，用于宏观流体的泵和阀门系统(例如用于低压液压和气动)，可调镜头自适应光学(例如用于照相手机)和用于触觉系统的触觉显示器。

介电弹性体被分为两大类：离子介电弹性体和电子介电弹性体。具体的分类为：-离子型介电弹性体：聚电解质凝胶(如改性聚(丙烯腈))，离子型聚合物金属复合材料，导电聚合物(如聚吡咯和聚苯胺和碳纳米管)；-电子介电弹性体：电致伸缩聚合物，介电弹性体(如硅树脂)和挠性电聚合物。

介电弹性体材料由具有低弹性的介电聚合物组成模量，其可以呈现显着的电诱导应变。尤其是，介电弹性体致动器由绝缘橡胶状薄层组成材料夹在两个柔性电极，它们通过高压差进行充电。在电激活之后，材料经历电场-恒定体积持续变形，由厚度挤压组成和相关的表面扩展(图1)。这种变形主要是由于库仑效应引起的无电极电荷之间的静电相互作用。在常用的仿生人工驱动装置中通常包含支撑框架和形变单元，其中形变单元由介电弹性体和驱动电极构成，但是支撑框架通常位于形变单元的周围，影响驱动装置的驱动自由性，同时驱动电极通常通过直接覆盖于介电弹性体层之上容易产生剥离影响期间稳定性。

基于此，本申请提供一种具有较高驱动自由性的仿生人工驱动装置。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种仿生人工驱动装置，以解决现有技术中支撑框架通常位于形变单元的周围，影响驱动装置的驱动自由性，同时驱动电极通常通过直接覆盖于介电弹性体层之上容易产生剥离影响期间稳定性等问题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案能够实现将支撑单元设置于形变单元之下，避免支撑单元对于形变单元自由度的影响，通过将被驱动单元连接至支撑单元的中间区域实现驱动装置在多个维度上对于支撑单元的自由驱动，以及通过选用具有网络结构的金属纳米线作为电极，提高了电极的可延展性，避免了在形变单元发生形变时电极无法发生相同延展导致的电极脱落的问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：