一种凝胶驱动器制造技术

本发明专利技术公开了一种凝胶驱动器，包括多层凝胶层，所述凝胶层之间设有金属电极，所述金属电极包括阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板交错排列；所述阳极板和阴极板的一侧均开设有若干个导线孔，若干所述阳极板/阴极板的导线孔方向一致，所述导线通过导线孔分别将阳极板或阴极板从底端到顶端串联。本发明专利技术通过导线与导线孔的配合，使得整体结构小、质量轻，且通过导线的加固使得多层型凝胶驱动器稳固度大大提升，从而可移动性和可操作性增强，大大改善封装技术。且本发明专利技术金属电极结构多样，树脂编织的网状电极结构轻巧，大大降低了凝胶驱动器整体的重量。

【技术实现步骤摘要】
一种凝胶驱动器
本专利技术涉及智能材料与智能结构领域，尤其涉及一种凝胶驱动器。
技术介绍
PVC凝胶(polyvinylchloride-ge1，简称PVC)是一种电活性聚合物具有高应变在电场中会向阳极产生蠕动变形。根据这个特性，PVC凝胶适用于机械手的应用。因此PVC凝胶材料会用做驱动器，进行空间变换的应用。凝胶驱动器多为多层结构，通过多层金属网状的电极与PVC凝胶层层叠加形成。金属网状的电极为阳极和阴极交错排布，日本专利JPA_2015171225公开了一种凝胶驱动器，每个阳极和阴极均连接导线，整个结构庞大，尤其是结构层越多，质量重，极易出现坍塌、层分离现象，导致驱动器受损。同时，导线越多，整体结构不稳固，且杂乱。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种只通过两根导线驱动的凝胶驱动器，使得其结构简洁、稳固。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种凝胶驱动器，包括多层凝胶层，所述凝胶层之间设有金属电极，所述金属电极包括阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板交错排列；所述阳极板和阴极板的一侧均开设有若干个导线孔，若干所述阳极板/阴极板的导线孔方向一致，所述导线通过导线孔分别将阳极板或阴极板从底端到顶端串联。进一步的，每个所述阳极板和阴极板的导线孔均为一个以上。进一步的，导线通过导线孔分别将所述阳极板或阴极板从底端到顶端呈S形串联。进一步的，相邻两层的阳极板或阴极板的导线呈米字形。进一步的，相邻两层的阳极板或阴极板的导线呈栅格形。进一步的，所述金属电极为网状金属电极。进一步的，所述金属电极为带有凸台(柱状，球状，形状不规则凸台等)的金属平板电极，所述柱状凸起在金属平板上均匀分布。进一步的，所述金属电极为树脂编织的网状电极或表面带有均匀分布凸台(柱状，球状，形状不规则凸台等)的电极，所述网状电极或带凸台电极表面镀有导电金属层。进一步的，所述凝胶层为PVC凝胶或者CPVC凝胶。进一步的，所述凝胶层组成材料与增塑剂通过一定配比制备而成，凝胶主体组成材料与增塑剂的配比为1：1至1:9。采用本专利技术技术方案，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过导线与导线孔的配合，使得整体结构小、质量轻，且通过导线的加固使得多层型凝胶驱动器稳固度大大提升，从而可移动性和可操作性增强，大大改善封装技术。且本专利技术金属电极结构多样，树脂编织的网状电极结构轻巧，大大降低了凝胶驱动器整体的重量，提高了驱动器整体的柔性。附图说明图1是传统凝胶驱动器导线连接方式；图2是PVC凝胶薄膜电场响应原理示意图图3是本专利技术提供的一种凝胶驱动器实施例一穿线过程示意图；图4是本专利技术提供的一种凝胶驱动器实施例一穿线完成结构示意图；图5是本专利技术提供的一种凝胶驱动器实施例二穿线过程示意图；图6是本专利技术提供的一种凝胶驱动器实施例二穿线完成结构示意图；图7是本专利技术提供的一种凝胶驱动器实施例三穿线过程示意图；图8是本专利技术提供的一种凝胶驱动器实施例三穿线完成结构示意图。其中，1、凝胶层，2、阳极板，3、阴极板，4、导线孔，5、导线。具体实施方式结合附图对本专利技术具体方案具体实施例作进一步的阐述。如图1所示，为传统凝胶驱动器导线5连接方式，整个结构庞大，导线5数量多。如图2所示，PVC凝胶电场响应原理，凝胶层1在电场中像阳极蠕动凝聚。如图所示，一种凝胶驱动器，包括多层凝胶层1，所述凝胶层1之间设有金属电极，所述金属电极包括阳极板2和阴极板3，所述阳极板2和阴极板3交错排列；所述阳极板2和阴极板3的一侧均开设有若干个导线孔4，若干所述阳极板2/阴极板3的导线孔4方向一致，所述导线5通过导线孔4分别将阳极板2或阴极板3从底端到顶端串联。实施例一、如图3、图4所示，每个所述阳极板2和阴极板3的导线孔4有三个，导线5通过导线孔4分别将所述阳极板2或阴极板3从底端到顶端呈S形串联。实施例二、如图5、图6所示，每个所述阳极板2和阴极板3的导线孔4有三个，相邻两层的阳极板2或阴极板3的导线5呈米字形。导线5通过导线孔4在阳极板2或阴极板3之间串联，串联后两层阳极板2或阴极板3呈米字型。该串联方式绕线方式形成若干三角结构，更稳固。实施例三、如图7、图8所示，每个所述阳极板2和阴极板3的导线孔4有三个，相邻两层的阳极板2或阴极板3的导线5呈栅格形。导线5通过导线孔4在阳极板2或阴极板3之间串联，串联后两层阳极板2或阴极板3呈栅格形。该串联方式绕线方式使得上下两层之间的导线孔4受力均匀，使得结构更稳固。导线5穿线方式及导线孔4的数量不局限于上述所举的实施例，本专利技术凝胶驱动器只需要正极和负极两根导线5，通过串联的方式将多层结构稳固在一起，大大提高了整稳定度及质量。所述金属电极为网状金属电极。另外的，所述金属电极为带有凸台(柱状，球状，形状不规则凸台等)的金属平板电极，所述柱状凸起在金属平板上均匀分布。因为凝胶只向阳极蠕动变形，所以可以在阳极上改变，采用有网孔的网状电极，以及在平板电极上有均匀分布的凸台(柱状，球状，形状不规则凸台)的电极，这样施加电压后凝胶就可以变形进入空隙部分，从而厚度变化，从而驱动器整体厚度变化，实现功能。或者，凝胶直接做成均匀凹凸状时，如整体波浪形，或凝胶薄膜上有均匀分布的凸台(柱状，球状，形状不规则凸台)时，阳极电极也可以使用平板电极，这样施加电压后，凝胶阳极侧的凸台发生蠕动变形，导致凝胶整体厚度变化，从而驱动器厚度变化，实现功能。也可以凝胶和电极都有凸台，两者结合一样有效果。再或者，所述金属电极为树脂编织的网状电极或表面带有均匀分布凸台(柱状，球状，形状不规则凸台等)的电极，所述网状电极或带凸台电极表面镀有导电金属层。在不影响性能的前提下大大降低电极质量以及凝胶驱动器的整体质量。再或者，所述金属电极为树脂材料的导电电极，所述导电电极为网状电极或带有凸台的电极，所述树脂电极本身属于导电材料或表面镀有导电材料层。所述凝胶层1为PVC凝胶或者CPVC凝胶。本专利技术还可以通过调节凝胶层(如PVC，CPVC等)与增塑剂的配比为1：1至1:9。所述凝胶驱动器凝胶层可采用PVC(聚氯乙烯)或者CPVC(氯化聚氯乙烯)材料，Polymenthylmethacrylate(聚甲基丙烯酸甲酯),polyurethane(聚亚安酯),polystyrene(聚苯乙烯),polyvinylacetate(聚乙酸乙烯酯),PA6(尼龙6)，PVA(polyvinylalcohol，聚乙烯醇),polycarbonate(聚碳酸酯),polyethyleneterephthalate(PET，聚对苯二甲酸乙二醇酯),polyacrylonitrile(聚丙烯腈),silicone(硅树脂)等凝胶化后会产生电致变形的诱电材料。凝胶材料所用的增塑剂：除DBA(已二酸二正丁酯)以外，还增加如DMA(二甲基乙酰胺),DES(癸二酸二乙酯)，DEA(二乙醇氨)，DOS(癸二酸二辛酯)，DOA(己二酸二辛酯),DMP(邻苯二甲酸二甲酯),DBP(邻苯二甲酸二丁酯),DOP(邻苯二甲酸二辛酯),DEHP(邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯等其他有类似功效的增塑剂。所述阳极板2和阴极板3采用柔性导电电极，如高分子材料电极，导电硅脂(硅油与碳颗粒混合物)电极，导电凝胶电极(凝胶与碳及导电金属颗粒混合物)，石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凝胶驱动器，其特征在于，包括多层凝胶层，所述凝胶层之间设有金属电极，所述金属电极包括阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板交错排列；所述阳极板和阴极板的一侧均开设有若干个导线孔，若干所述阳极板/阴极板的导线孔方向一致，所述导线通过导线孔分别将阳极板或阴极板从底端到顶端串联。

【技术特征摘要】
1.一种凝胶驱动器，其特征在于，包括多层凝胶层，所述凝胶层之间设有金属电极，所述金属电极包括阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板交错排列；所述阳极板和阴极板的一侧均开设有若干个导线孔，若干所述阳极板/阴极板的导线孔方向一致，所述导线通过导线孔分别将阳极板或阴极板从底端到顶端串联。2.根据权利要求1所述的一种凝胶驱动器，其特征在于，每个所述阳极板和阴极板的导线孔均为一个以上。3.根据权利要求1或2所述的一种凝胶驱动器，其特征在于，导线通过导线孔分别将所述阳极板或阴极板从底端到顶端呈S形串联。4.根据权利要求1或2所述的一种凝胶驱动器，其特征在于，相邻两层的阳极板或阴极板的导线呈米字形。5.根据权利要求1或2所述的一种凝胶驱动器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅，郭明飞，李研彪，曾晰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33