[发明专利]驱动装置、介电弹性体致动器及其制作方法

说明书

本申请公开了一种驱动装置、介电弹性体致动器及其制作方法。其中，本申请提供的介电弹性体致动器采用液态金属作为电极，从而可以采用镀膜工艺将液态金属附着于介电弹性体的两侧表面来制作该介电弹性体致动器。通过本申请，解决了相关技术的介电弹性体致动器驱动迟滞大，稳定性低的问题，降低了电极层厚度、降低了介电弹性体致动器驱动迟滞时间、减小了电极层刚性对介电弹性体的影响，还提高了介电弹性体致动器的稳定性。

技术领域

本申请涉及自动化领域，特别是涉及一种介电弹性体致动器、介电弹性体致动器的制作方法和驱动装置。

背景技术

随着工业自动化的发展，机器人在提高质量、提升效率、降低成本方面发挥着越来越重要的作用。但是传统机器人多为电机驱动的刚性结构，自由度少，结构笨重，对环境的适应性差。因此，软体机器人成为了重要的研究方向。

现阶段，软体机器人有三种实现形式：基于气动人造肌肉的软体机器人；基于绳索驱动的软体机器人；基于智能材料驱动的软体机器人。其中，基于气动人造肌肉的软体机器人需要气泵等冗杂的辅助设备，基于绳索驱动的软体机器人存在难以克服的较大摩擦力，因此，基于智能材料驱动的软体机器人是未来软体机器人的发展方向。

用于软体机器人柔性驱动的智能材料，目前有三类：温度刺激响应的形状记忆合金材料；离子或者PH刺激响应的水凝胶材料；电压刺激响应的介电弹性体材料。

形状记忆合金材料在受到温度变化的刺激时，内部金属结构会发生相变(马氏体与奥氏体相互转变)，从而引起体积的变化，产生驱动效果。通常利用电流焦耳热来控制形状记忆合金致动器的变形。基于形状记忆合金材料的致动器优点是载荷大，但是所需电流大，致动器响应慢。

智能水凝胶驱动材料通过与周围水溶液发生物质交换诱导水凝胶的溶胀或收缩，从而实现形状的可逆改变，达到驱动效果。优点是驱动灵活，但是载荷小，且只能在液体环境中产生作用。

介电弹性体致动器的结构通常由一层介电系数较大的弹性体薄膜和两侧的正负柔性电极组成。当电极通电时，产生麦克斯韦应力挤压弹性体，使弹性体在面上扩大，厚度上减小。采用介电弹性体材料的柔性致动器相比形状记忆合金和智能水凝胶，拥有易于控制、载荷大、环境适应性强等优点。

然而，现有的介电弹性体致动器通常采用碳脂作为电极材料，然而碳脂电极的导电率低并且碳脂电极的厚度通常较厚，导致介电弹性体致动器的驱动迟滞大，稳定性低。

发明内容

基于此，有必要至少针对相关技术的介电弹性体致动器驱动迟滞大，稳定性低的问题，提供一种介电弹性体致动器、介电弹性体致动器的制作方法和驱动装置。

第一方面，本申请实施例提供了一种介电弹性体致动器的制作方法，包括：获取介电弹性体和液态金属；将所述液态金属附着于所述介电弹性体的两侧表面，得到所述介电弹性体致动器。

在其中一些实施例中，将所述液态金属附着于所述介电弹性体的方式包括以下之一：涂刷法、化学镀膜法、真空填充法。

第二方面，本申请实施例提供了一种介电弹性体致动器，所述介电弹性体致动器包括：第一介电弹性体、第一液态金属电极、第二液态金属电极，其中，所述第一液态金属电极和所述第二液态金属电极分别附着于所述第一介电弹性体的两侧表面，且所述第一液态金属电极和所述第二液态金属电极能够随所述第一介电弹性体发生平面应变。

在其中一些实施例中，所述第一介电弹性体及其两侧表面附着的所述第一液态金属电极和所述第二液态金属电极呈平面状设置。

在其中一些实施例中，所述介电弹性体致动器还包括绝缘层，所述第一介电弹性体及其两侧表面附着的所述第一液态金属电极和所述第二液态金属电极呈卷绕的筒状设置，所述绝缘层设置于所述第一液态金属电极和所述第二液态金属电极之间。

在其中一些实施例中，所述绝缘层为第二介电弹性体。