[发明专利]一种电控双向弯曲型复合人工肌肉

权利要求书

1.一种电控双向弯曲型复合人工肌肉，其特征在于，该电控双向弯曲型复合人工肌肉包括柔性电极层和复合电致变形层，自上而下依次为第一层柔性电极（1）、第一层复合电致变形层（2）、第二层柔性电极（3）、第二层复合电致变形层（4）和第三层柔性电极（5）；

所述的第一层复合电致变形层（2）和第二层复合电致变形层（4）均是介电弹性体与电致变形纤维组成构成的复合材料，电致变形纤维在介电弹性体中定向排列；

在第一层柔性电极（1）和第二层柔性电极（3）之间施加电场，第一层复合电致变形层（2）中的第一介电弹性体（6）在Maxwell效应作用下沿垂直于电场方向伸长，从而带动第一层复合电致变形层（2）伸长；同时，对第二层复合电致变形层（4）中的第二电致变形纤维（8）通入电流，使第二电致变形纤维（8）沿轴向收缩，从而带动第二层复合电致变形层（4）整体沿纤维定向排列方向收缩；由于第一层复合电致变形层（2）伸长而第二层复合电致变形层（4）收缩，从而实现电控双向弯曲型复合人工肌肉产生向下弯曲变形；

反之，在第二层柔性电极（3）和第三层柔性电极（5）之间施加电场，第二层复合电致变形层（4）中的第二介电弹性体(9）在Maxwell效应作用下沿垂直于电场方向伸长，从而带动第二层复合电致变形层（4）伸长；同时，对第一层复合电致变形层（2）中的第一电致变形纤维(7）通入电流，使第一电致变形纤维(7）沿轴向收缩，从而带动第一层复合电致变形层（2）整体沿纤维定向排列方向收缩；由于第二层复合电致变形层（4）伸长而第一层复合电致变形层（2）收缩，从而实现电控双向弯曲型复合人工肌肉产生向上弯曲变形；

介电弹性体为硅橡胶、聚氨酯、聚丙烯酸酯、氟硅橡胶或填充介电纳米颗粒的硅橡胶。

2.根据权利要求1所述的电控双向弯曲型复合人工肌肉，其特征在于，所述的电致变形纤维在复合电致变形层中的体积含量为10%~90%。

3.根据权利要求1或2所述的电控双向弯曲型复合人工肌肉，其特征在于，所述的第一层柔性电极（1）、第二层柔性电极（3）、第三层柔性电极（5）采用的材质为涂敷碳膏、碳纳米管与粘接剂混合物、导电聚合物、导电水凝胶或导电银浆。

4.根据权利要求1或2所述的电控双向弯曲型复合人工肌肉，其特征在于，所述的电致变形纤维为碳纳米管纤维或导电碳纤维。

5.根据权利要求3所述的电控双向弯曲型复合人工肌肉，其特征在于，所述的电致变形纤维为碳纳米管纤维或导电碳纤维。