【技术实现步骤摘要】
一种基于介电弹性体的柔性关节
本专利技术涉及机器人关节结构设计
，特指一种基于介电弹性体的柔性关节；基于介电弹性体材料力电耦合性能，实现柔性关节开合驱动，以及开合角度的控制。
技术介绍
随着社会科技的飞速发展，军事侦察，医疗救援等领域为机器人技术的发展进一步提出要求。常规的机器人关节多采用电动机，液压泵、齿轮、气缸等部件实现驱动和运动传递。机械结构的关节由于其传动部件较多，需要较大的工作空间，而且全机械驱动装置容易损坏，可靠性较低，能量效率低，工作噪音较大，对环境适应性较差。
技术实现思路
为了解决机械结构的机器人关节运动的传动机构复杂，工作空间较大，机械效率不高的缺点。本专利技术目的是提供一种结构简单、开合灵活迅速的关节装置，采用介电弹性体材料作为驱动装置，工作空间小，力电耦合效率高，控制简单，环境适应性高。本专利技术采用的技术方案如下：所述的基于介电弹性体的柔性关节包括褶皱结构的扇形介电弹性体、弹簧、可活动臂杆、扇形壳体和弹簧连接件。其中褶皱结构的扇形介电弹性体是一种绝缘体，具有很高的介电常数，在其上下表面加电压刺激后，由于其不可压缩性，介电弹性体材料在面积上扩大，厚度上减小；当外部电压撤走后，其恢复到原来的状态，从而产生力电转换。由于单层介电弹性体的驱动力较小，本专利技术做成多层叠加的结构，扇形介电弹性体由三层柔性电极层与两层介电弹性体薄膜叠加而成，从上至下依次为柔性电极层、介电弹性体薄膜、柔性电极层、介电弹性体薄膜和柔性电极层，形成褶皱结构的扇形结构，保证伸缩幅度大，产生较大驱动力；扇形形状是为了保证伸缩方向为两侧；上下两个柔性电极层接电源正极，...
【技术保护点】
1.一种基于介电弹性体的柔性关节，其特征在于，所述柔性关节由褶皱结构的扇形介电弹性体、弹簧、可活动臂杆、扇形壳体和连接件组成；扇形介电弹性体由三层柔性电极层与两层介电弹性体薄膜叠加而成，从上至下依次为第一柔性电极层、第一介电弹性体薄膜、第二柔性电极层、第二介电弹性体薄和第三柔性电极层，形成褶皱结构的扇形结构，第一和第三两个柔性电极层接电源正极，第二柔性电极层属于公共电极，接电源的负极；扇形壳体分为上下两个部分，上下两个部分的壳体内部都分别留出两个槽，用来安置扇形介电弹性体和弹簧；在靠近壳体大端一侧留出扇形槽安置扇形介电弹性体；在靠近壳体小端留出一个半圆弧的槽安置弹簧；上部壳体在小端两侧设有两个带孔的杆，下部壳体在小端两侧设有对应的两个细杆，两个细杆插入两个带孔的杆配合形成两个轴杆，保证了扇形壳体的装配；所述可活动臂杆的一端有一个轴孔，所述的轴孔与扇形壳体装配产生的轴杆连接，保证了可活动臂杆的转动；可活动臂杆有两个，分别与褶皱结构的扇形介电弹性体两侧通过胶粘接；两个可活动臂杆同时与弹簧分别通过连接件连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于介电弹性体的柔性关节，其特征在于，所述柔性关节由褶皱结构的扇形介电弹性体、弹簧、可活动臂杆、扇形壳体和连接件组成；扇形介电弹性体由三层柔性电极层与两层介电弹性体薄膜叠加而成，从上至下依次为第一柔性电极层、第一介电弹性体薄膜、第二柔性电极层、第二介电弹性体薄和第三柔性电极层，形成褶皱结构的扇形结构，第一和第三两个柔性电极层接电源正极，第二柔性电极层属于公共电极，接电源的负极；扇形壳体分为上下两个部分，上下两个部分的壳体内部都分别留出两个槽，用来安置扇形介电弹性体和弹簧；在靠近壳体大端一侧留出扇形槽安置扇形介电弹性体；在靠近壳体小端留出一个半圆弧的槽安置弹簧；上部壳体在小端两侧设有两个带孔的杆，下部壳体在小端两侧设有对应的两个细杆，两个细杆插入两个带孔的杆配合形成两个轴杆，保证了扇形壳体的装配；所述可活动臂杆的一端有一个轴孔，所述的轴孔与扇形壳体装配产生的轴杆连接，保证了可活动臂杆的转动；可活动臂杆有两个，分别与褶皱结构的扇形介电弹性体两侧通过胶粘接；两个可活动臂杆同时与弹簧分别通过连接件连接。2.如权利要求1所述的一种基于介电弹性体的柔性关节，其特征在于，上部扇形壳体或下部扇形壳体的外观尺寸为：圆心角60度，外圆弧半径90mm，内圆弧半径42mm，厚度为12mm。3.如权利要求1所述的一种基于介电弹性体的柔性关节，其特征在于，扇形槽的径向宽度为26mm、深为8mm；半圆弧的槽的直径为8mm。4.如权利要求1所述的一种基于介电弹性体的柔性关节，其特征在于，两个带孔的杆的孔径2mm；两个细杆的直径同样为2mm。5.如权利要求1所述的一种基于介电弹性体的柔性关节，其特征在于，上部扇形壳体和下部扇形壳...
【专利技术属性】
技术研发人员：张忠强，戴启明，丁建宁，张福建，程广贵，王晓东，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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