[發明專利]一種介電彈性體雙軸拉伸裝置

在審

• 申請號: 201710462395.0
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107134947A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 曹建波;包輝煌;鄂世舉;蔡建程;高昭;羅罕頻;楊燦;任華林;王維傳;任鈺雪;金建華;郭壯
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02K7/06;H02K7/116
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種介電彈性體拉伸裝置，尤其是涉及一種利用絲杠機構的介電彈性體雙軸拉伸裝置。

背景技術

介電彈性體是一種新型的功能性材料，在國外首先作為驅動材料研究，而對于介電彈性體的發電研究始于2001年，因能量密度高，質量輕，變形大，價格低以及機電轉換效率高等優點，使得其在發電領域越來越受重視。從原理上，介電彈性體發電機是一種具有“三明治”式三層結構的可變電容器，上下兩側是柔性電極，中間是介電彈性體。在施加偏置電壓時，通過拉伸、收縮介電彈性體即可將施加的機械能轉化為電能。拉伸和收縮介電彈性體可使其發生形變和恢復，進而發電。目前介電彈性體拉伸裝置種類不多，其主要集中在單軸拉伸上，這類裝置的拉伸效率不高，且運動行程較大。

發明內容

本發明涉及一種介電彈性體雙軸拉伸裝置。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種介電彈性體雙軸拉伸裝置，其特征在于：該拉伸裝置包括支架、導軌、絲杠、下夾板、上夾板、彈簧、介電彈性體、小錐齒輪、軸承、絲桿螺母滑塊、大錐齒輪、步進電機，絲杠呈十字對稱分布，步進電機直接與大錐齒輪連接，介電彈性體的四角被下夾板和上夾板夾緊固定，邊沿卷繞固定在彈簧上，下夾板與絲桿螺母滑塊通過螺栓進行連接，絲桿螺母滑塊與絲杠進行螺紋連接，小錐齒輪與絲杠連接。通過該裝置可將步進電機的旋轉運動轉化為上、下夾板在兩個方向上的直線運動，從而實現介電彈性體雙軸的同時拉伸與收縮；其拉伸與收縮過程可實現機械能與電能的轉換。

所述介電彈性體雙軸拉伸裝置，其特征在于：采用絲杠機構，將旋轉運動轉換成直線運動，使介電彈性體精確地拉伸與收縮。

所述介電彈性體雙軸拉伸裝置，其特征在于：采用錐齒輪組傳動，一個大錐齒輪帶動四個小錐齒輪同時工作，從而確保了四個水平絲杠工作同步，可以使四個滑塊在兩個垂直軸方向上同時向內或向外移動，提高了拉伸效率和機械能到電能的轉化效率。

所述介電彈性體雙軸拉伸裝置，其特征在于：步進電機作為機械能輸出機構，傳動精確平穩。

所述介電彈性體雙軸拉伸裝置，其特征在于：介電彈性體的四個邊沿卷繞固定在彈簧上，在拉伸過程中，利用彈簧的彈性可以保證介電彈性體的四個邊沿不會往里收縮。

本發明的特色與優勢：該介電彈性體雙軸拉伸裝置可以實現介電彈性體在兩個垂直軸方向上的同時拉伸和收縮，提高了工作效率，具有結構簡單、安裝方便、維護成本低等優點。

附圖說明

圖1為本發明介電彈性體雙軸拉伸裝置的結構示意圖；

圖2為本發明介電彈性體雙軸拉伸裝置的傳動結構示意圖；

圖3為本發明介電彈性體雙軸拉伸裝置的主視圖；

圖4為本發明介電彈性體雙軸拉伸裝置的軸測圖。

具體實施方式

如圖1～4所示，本發明的拉伸裝置包括支架1、導軌2、絲杠3、下夾板4、上夾板5、彈簧6、介電彈性體7、小錐齒輪8、軸承9、絲桿螺母滑塊10、大錐齒輪11、步進電機12。絲杠3呈十字對稱分布，步進電機12直接與大錐齒輪11連接，介電彈性體7的四角被下夾板4和上夾板5夾緊固定，邊沿卷繞固定在彈簧6上，下夾板4與絲桿螺母滑塊10通過螺栓進行連接，絲桿螺母滑塊10與絲杠3進行螺紋連接，小錐齒輪8與絲杠3連接，通過該機構可將步進電機12的旋轉運動轉化為上、下夾板在兩個方向上的直線運動，從而實現介電彈性體的拉伸與收縮；其拉伸與收縮過程可實現機械能與電能的轉換。

步進電機11轉動帶動大錐齒輪11旋轉，從而帶動與其連接的小錐齒輪8轉動，同時絲杠3也進行轉動。絲桿螺母滑塊10分別在導軌2中兩個方向進行滑動，絲桿螺母滑塊10的直線運動作用于下夾板4和上夾板5，使其進行直線運動。夾板作用于固定在內的介電彈性體7，使介電彈性體7在平面兩個方向上同時進行拉伸，造成其雙軸拉伸形變。步進電機12反轉，介電彈性體7恢復形變。通過步進電機12的正反轉，來實現介電彈性體的拉伸與收縮，進而進行發電。