[实用新型]一种基于介电弹性体的小型全柔顺旋转运动平台

说明书

本实用新型公开了一种基于介电弹性体的小型全柔顺旋转运动平台，包括固定支座、上框，通过边缘预拉伸地夹紧固定在固定支座和上框之间的介电弹性体薄膜，所述介电弹性体薄膜正反两面通过“米”字形分割线分成八个面积相等的子区域，所述的八个子区域中沿圆周方向每隔一个子区域涂覆有导电涂层，所述导电涂层均通过对应的导线引出进行通电，所述介电弹性体薄膜正反两面的中部对称地粘合有十字架操作平台。本实用新型结构十分简单，没有复杂的机械硬质结构以及传动系统，对于装配以及调试定位都十分方便，价格成本较低，没有复杂昂贵的驱动控制系统以及机械结构，此外，本实用新型的能量转换效率很高，功耗小，具有较好的柔顺性和适应性。

技术领域

本实用新型涉及工业用旋转运动平台，尤其涉及一种基于介电弹性体的小型全柔顺旋转运动平台，可以实现低成本、轻质量以及高效率的定位。

背景技术

目前，在工业中广泛运用的旋转运动平台由金属材料构成，且驱动和结构是分离的。这些运动平台往往是结构复杂、价格昂贵、体积大、质量重、能量转换效率低等特点。另外，这些传统的刚性平台内部结构之间相对固定的形式限制了其在某些环境中的运动且其本身不存在较好的适应性。因此，该传统类型的运动平台无法满足未来运动平台对质量轻、结构简单、价格便宜以及能量转换效率高的要求。

近几十年慢慢出现并逐渐增加的对更高效能能量转换效率的需求吸引了大量的研究人员开发具有高效率的各类材料。许多智能材料如压电陶瓷、形状记忆合金、介电弹性体作为平台的驱动材料能够实现较高的能量转换效率以及可以实现机电系统的小型化。在其中，介电弹性体作为一种智能材料，可以在电场的驱动下实现电致伸缩，通过加电即可以实现本体驱动一体化，其潜在的结构简单、成本低廉、能量密度高等特点使得其在驱动领域引起了较大的重视。

本次实用新型针对传统运动平台的不足进行了改进和创新，提出了一种基于介电弹性体的小型全柔顺旋转运动平台，在保证可以实现旋转运动的情况下，有效的降低了制造成本和维护成本、提高了能量转换效率。且具有整体构型简单、质量轻体积小等特点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有旋转运动平台的一些不足而提供的一种新型的结构简单且能量转换效率高的基于介电弹性体的全柔顺旋转运动平台，可以保证其高效且低成本地工作。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是

一种基于介电弹性体的小型全柔顺旋转运动平台，包括中部设有几何形镂空部的固定支座、具有对应几何形镂空部的上框，通过边缘预拉伸地夹紧固定在固定支座和上框之间的介电弹性体薄膜，所述介电弹性体薄膜正反两面通过“米”字形分割线分成八个面积相等的子区域，所述的八个子区域中沿圆周方向每隔一个子区域涂覆有导电涂层，所述导电涂层均通过对应的导线引出进行通电，所述介电弹性体薄膜正反两面的中部对称地粘合有十字架操作平台。

本方案通过对不同区域导电涂层的通放电，原来预拉伸的介电弹性体内部的应力释放可以使得十字架操作平台绕垂直所述介电弹性体薄膜的Z轴实现不同程度的旋转运动。

进一步地，所述的固定支座和上框的材料均为有机玻璃或玻璃钢。

进一步地，所述的固定支座截面呈几字形，其顶端和底端均设置有螺栓孔且顶端的形状与所述上框的形状相匹配。

进一步地，所述几何形镂空部的形状为正方形、圆形、边数大于四的正多边形。

进一步地，所述的导电涂层的材料为导电油墨。

进一步地，所述的介电弹性体薄膜材料为聚丙烯酸薄膜，在通电的情况下可以实现电致伸缩。

进一步地，所述介电弹性体薄膜的层数为两层以上，每层介电弹性体薄膜的厚度为0.1mm，剪切模量是25100KPa。

进一步地，所述十字架操作平台的材料为有机玻璃或玻璃钢。