基于石墨烯/纳米银-乳胶膜的电热相变执行器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了基于石墨烯/纳米银‑乳胶膜的电热相变执行器及其制作方法，其是以石墨烯/纳米银/硅橡胶作为热反馈基底、以酒精作为相变材料、以可拉伸的弹性乳胶膜作为致动膜。本发明专利技术采用倒模‑粘连‑注射的方法制成反馈力可控的电热相变执行器，与现有的执行器相比，本发明专利技术的执行器具有制作简单、反馈力量程大、驱动电压低和反馈力可控的特性，可用于医学、水下探测、机械手以及可穿戴器件。

Electrothermal phase change actuator based on graphene/nano-silver-latex film and its fabrication method

The present invention discloses an electrothermal phase change actuator based on graphene/nano-silver latex film and its fabrication method, which uses graphene/nano-silver/silicone rubber as thermal feedback substrate, alcohol as phase change material, and stretchable elastic latex film as actuating film. The electrothermal phase change actuator with controllable feedback force is manufactured by means of inverted mode, adhesion and injection. Compared with the existing actuators, the actuator has the characteristics of simple fabrication, large feedback force range, low driving voltage and controllable feedback force, and can be used in medicine, underwater detection, manipulator and wearable devices.

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯/纳米银-乳胶膜的电热相变执行器及其制作方法
本专利技术属于电热相变执行器领域，具体涉及一种基于石墨烯/纳米银-乳胶膜的反馈力可控的电热相变执行器及制作方法。
技术介绍
执行器是通过控制信号将其他形式的能量(包括化学能、光能、电能和热能)转换为机械能的装置。反馈广泛应用于人机交互、假肢、医疗设备、仿生应用、触觉显示和货物运输等领域。由P.Yuan等人研究的可编程软化学机械致动器使用化学反应将化学能转化为机械能。但是，这种执行器的明显缺点是响应时间长、重复性差。因此有必要更换化学溶液以保持执行器的性能。目前大多数研究都是基于电活性聚合物致动器。这类执行机构主要分为两大类：电子式和离子式，并且大部分采用片状结构。电子式执行器使用材料的热胀冷缩原理产生变形。通过将两种或多种具有不同热膨胀系数的材料粘合在一起，温度变化会导致材料收缩或膨胀，最终弯曲并产生反馈力。在早期的研究中，所使用的材料通常是金属、石墨烯或氧化石墨烯。在最近的研究中，研究人员发现超对齐的碳纳米管具有更好的性能。单壁碳纳米管/聚合物基驱动器具有透明特征，预计将在隐形机器人中发展。李庆伟等研究了低电压驱动(20-20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于石墨烯/纳米银‑乳胶膜的电热相变执行器，其特征在于：所述电热相变执行器包括热反馈基底；所述热反馈基底是以石墨烯和纳米银作为导电填料，与硅橡胶混合后成型获得；在所述热反馈基底上设有凹槽，并在所述热反馈基底上表面封装有乳胶膜盖片，使所述凹槽成为存储有相变材料酒精的密闭腔体；所述乳胶膜盖片是在一与所述热反馈基底上表面等大的铜片外包裹有一可拉伸柔性乳胶膜；所述乳胶膜盖片在位于所述热反馈基底凹槽的正上方区域的铜片裸露，且设置有若干通孔，使铜片上表面的乳胶膜与热反馈基底的凹槽连通。

【技术特征摘要】
1.基于石墨烯/纳米银-乳胶膜的电热相变执行器，其特征在于：所述电热相变执行器包括热反馈基底；所述热反馈基底是以石墨烯和纳米银作为导电填料，与硅橡胶混合后成型获得；在所述热反馈基底上设有凹槽，并在所述热反馈基底上表面封装有乳胶膜盖片，使所述凹槽成为存储有相变材料酒精的密闭腔体；所述乳胶膜盖片是在一与所述热反馈基底上表面等大的铜片外包裹有一可拉伸柔性乳胶膜；所述乳胶膜盖片在位于所述热反馈基底凹槽的正上方区域的铜片裸露，且设置有若干通孔，使铜片上表面的乳胶膜与热反馈基底的凹槽连通。2.根据权利要求1所述的电热相变执行器，其特征在于：在所述导电填料中，石墨烯和纳米银的质量比为1：4.5；所述导电填料的质量占所述导电填料与所述硅橡胶总质量的45％～55％。3.根据权利要求1所述的电热相变执行器，其特征在于：通过用占空比可调的方波信号给所述电热相变执行器供电，使所述电热相变执行器在不同占空比下达到不同的吸热和散热平衡的稳定状态，从而获得不同的反馈力。4.根据权利要求3所述的电热相变执行器，其特征在于：所述电热相变执行器实现了乳胶膜的位移和反馈力的可控，且实现了反馈力0...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄英，胡伟，刘平，郭小辉，郝超，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34