介电弹性体主动隔振空气弹簧制造技术

一种介电弹性体主动隔振空气弹簧，包括：带有上、下端盖的介电弹性体气囊，介电弹性体气囊内中空并形成气囊结构；该介电弹性体气囊由两面涂覆有柔性电极的硅胶膜或橡胶膜组成，当向介电弹性体气囊施加电压时，诱导的麦克斯韦应力会使气囊面积扩大厚度减小，介电弹性体气囊在内压和承载重量的作用下会向外扩张，改变施加电压的幅值可以产生不同的下降位移；当卸去电压时空气弹簧又会快速复原，承载重量也会被顶起到原先的位置；从而通过控制施加电压来实现主动隔振。该空气弹簧结构紧凑、质量轻、操作安静、控制方便、响应快，通过施加电压即可控制空气弹簧的刚度和阻尼，实现主动隔振。

Dielectric elastomer active isolation air spring

A dielectric elastomer active vibration isolation air spring comprises a dielectric elastomer balloon with an upper and lower end cap, a dielectric elastomer balloon with a hollow inside and a balloon structure formed; the dielectric elastomer balloon consists of a silica gel film or a rubber film coated with flexible electrodes on both sides, which is induced when voltage is applied to the dielectric elastomer balloon. The Maxwell stress will increase the area and decrease the thickness of the balloon, and the dielectric elastomer balloon will expand outward under the action of internal pressure and load-bearing weight. The active vibration isolation is realized by controlling the applied voltage. The air spring has compact structure, light weight, quiet operation, convenient control and fast response. By applying voltage, the stiffness and damping of the air spring can be controlled and the active vibration isolation can be realized.

【技术实现步骤摘要】
介电弹性体主动隔振空气弹簧
本专利技术涉及一种振动控制领域的技术，具体是一种介电弹性体主动隔振空气弹簧。
技术介绍
空气弹簧是一种利用空气可压缩性实现弹性作用的非金属弹簧，具有缓冲、减振和作动等功能，因其具有非线性特性，且固有频率低而被广泛的应用于一些高频振动场合，如汽车、铁道车辆以及舰船、航空、工业等。空气弹簧的基本结构是在柔性的封闭气室内充入压缩空气，当空气弹簧隔振变形时，利用内部空气压缩的反力和随着变形有效受压面积增加的反力这两者之和来提供弹性恢复力。
技术实现思路
本专利技术针对现有空气弹簧都是通过气泵供气，气阀来调节，使得设备笨重，而且工作时噪音较大等缺陷，提出一种介电弹性体主动隔振空气弹簧，通过施加电压快速的调节空气弹簧的刚度和阻尼，实现主动隔振的效果，且配套设备体积小、易集成，操作安静。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术包括：带有上、下端盖的介电弹性体气囊，其中：介电弹性体气囊内中空并形成气囊结构；该介电弹性体气囊由两面涂覆有柔性电极的硅胶膜或橡胶膜组成，当向介电弹性体气囊施加电压时，诱导的麦克斯韦应力会使气囊面积扩大厚度减小，介电弹性体气囊在内压和承载重量的作用下会向外扩张，改变施加电压的幅值可以产生不同的下降位移；当卸去电压时空气弹簧又会快速复原，承载重量也会被顶起到原先的位置；从而通过控制施加电压来实现主动隔振。所述的柔性电极材料采用石墨碳脂、单壁碳纳米管溶液或离子凝胶制成。所述的上端盖或下端盖中心处设有一个用来给介电弹性体气囊充气和保证压力的气阀，通过调整压力大小使介电弹性体空气弹簧拥有承载能力。所述的介电弹性体气囊上设有约束纤维，该约束纤维与上下端盖相平行并将介电弹性体气囊分隔成两段以改变空气弹簧的刚度和阻尼特性。技术效果与现有技术相比，本专利技术结构紧凑、质量轻、操作安静、控制方便、响应快，易于小型化，通过施加电压即可控制空气弹簧的刚度和阻尼，实现主动隔振。附图说明图1为本专利技术的总体结构三维视图和剖面结构图；图2为本专利技术施加电压时的工作情况；图3为本专利技术的两段式空气弹簧的实施例；图中：1上端盖、2下端盖、3介电弹性体气囊、4封装带、5气阀、6约束纤维。具体实施方式如图1～2所示，本实施例中包括：带有上、下端盖1、2的介电弹性体气囊3，其中：介电弹性体气囊3内中空并形成气囊结构。所述的介电弹性体气囊3由两面涂覆有柔性电极的硅胶膜或橡胶膜组成，该柔性电极材料采用但不限于石墨碳脂、单壁碳纳米管溶液或离子凝胶；当向介电弹性体气囊3施加电压时，诱导的麦克斯韦应力会使气囊面积扩大厚度减小，介电弹性体气囊3在内压和承载重量M的作用下会向外扩张，改变施加电压的幅值可以产生不同的下降位移；当卸去电压时空气弹簧又会快速复原，承载重量M也会被顶起到原先的位置；从而通过控制施加电压来实现主动隔振。所述的上端盖1或下端盖2中心处设有一个用来给介电弹性体气囊3充气和保证压力的气阀5，通过调整压力大小使介电弹性体空气弹簧拥有一定的承载能力。所述的介电弹性体气囊3与上下端盖圆周侧面粘贴并通过封装带4勒紧固定。所述的端盖为圆柱形，采用环氧树脂或工程塑料等通过机加工或注塑成型，圆周表面粗糙度较低保证与介电弹性体气囊3的牢靠粘接。所述的封装带4为热缩套管，在介电弹性体气囊3于上下端盖连接后，用来套在两者之间的接口处，加热后将介电弹性体气囊3边缘紧压在端盖上，保证介电弹性体气囊3与上下端盖的连接强度。如图3所示，所述的介电弹性体气囊3上设有约束纤维6，该约束纤维6与上下端盖相平行并将介电弹性体气囊3分隔成两段，通过这种设计可以改变空气弹簧的刚度和阻尼特性，可以根据具体应用需要设计段数，随着段数的增加，刚度变小。上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本专利技术原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本专利技术的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本专利技术之约束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介电弹性体主动隔振空气弹簧，其特征在于，包括：带有上、下端盖的介电弹性体气囊，其中：介电弹性体气囊内中空并形成气囊结构；该介电弹性体气囊由两面涂覆有柔性电极的硅胶膜或橡胶膜组成，当向介电弹性体气囊施加电压时，诱导的麦克斯韦应力会使气囊面积扩大厚度减小，介电弹性体气囊在内压和承载重量的作用下会向外扩张，改变施加电压的幅值可以产生不同的下降位移；当卸去电压时空气弹簧又会快速复原，承载重量也会被顶起到原先的位置；从而通过控制施加电压来实现主动隔振。

【技术特征摘要】
1.一种介电弹性体主动隔振空气弹簧，其特征在于，包括：带有上、下端盖的介电弹性体气囊，其中：介电弹性体气囊内中空并形成气囊结构；该介电弹性体气囊由两面涂覆有柔性电极的硅胶膜或橡胶膜组成，当向介电弹性体气囊施加电压时，诱导的麦克斯韦应力会使气囊面积扩大厚度减小，介电弹性体气囊在内压和承载重量的作用下会向外扩张，改变施加电压的幅值可以产生不同的下降位移；当卸去电压时空气弹簧又会快速复原，承载重量也会被顶起到原先的位置；从而通过控制施加电压来实现主动隔振。2.根据权利要求1所述的介电弹性体主动隔振空气弹簧，其特征是，所述的柔性电极材料采用石墨碳脂、单壁碳纳米管溶液或离子凝胶制成。3.根据权利要求1所述的介电弹性体主动隔振空气弹簧，其特征是，所述的上端盖或下端盖中心处设有一个用来给介电弹性体气囊充气和保证压力的气阀，通过调整压力大小使介电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李汶柏，张文明，赵云花，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31