电子型人工肌肉电致动器及其制备方法和在手指驱动装置中的应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电子型人工肌肉电致动器及其制备方法和在手指驱动装置中的应用，所述电子型人工肌肉电致动器由改性氧化石墨烯/硅橡胶基底膜、固定在该基底膜两侧的石墨/硅橡胶电极、导线和高压脉冲电信号组成；所述的基底膜是由在硅橡胶中掺杂经由IPDI改性的氧化石墨烯制备而成，所述的石墨/硅橡胶电极是在硅橡胶中掺杂石墨制备而成，固定在基底膜的两侧。在基底膜中添加改性后的氧化石墨烯提高了介电常数，因此使得致动性能得到提高。本发明专利技术的电子型人工肌肉电致动器能够在相同的电场电压下能够产生更大的变形，可以用于触觉感受器，在手指驱动方面，可以通过调节电压和频率改变对手指的驱动力的大小和频率的快慢，适用于不同的人群。

Electronic artificial muscle electric actuator and its preparation and application in finger driving device

The invention discloses an electronic artificial muscle electric actuator and its preparation method and application in the finger driving device. The electronic artificial muscle electric actuator is composed of a modified graphene oxide / silicone rubber basement membrane, a graphite / silicone rubber electrode fixed on both sides of the basement membrane, a wire and a high voltage pulse electric signal; the basement membrane is composed of silicon rubber doped via IPDI The graphite / silicone rubber electrode is prepared by doping graphite in silicone rubber, and is fixed on both sides of the base film. The addition of modified graphene oxide in the basement membrane increases the dielectric constant, so the actuation performance is improved. The electronic artificial muscle electric actuator of the invention can produce greater deformation under the same electric field voltage, and can be used for the tactile sensor. In the aspect of finger drive, the size and speed of the driving force and frequency of the finger can be changed by adjusting the voltage and frequency, which is suitable for different people.

【技术实现步骤摘要】
电子型人工肌肉电致动器及其制备方法和在手指驱动装置中的应用
本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种具有大变形高性能的电子型人工肌肉的制备方法及其在手指驱动方面的应用。
技术介绍
康复联系装置是在手外科的诊断和处理的基础上，针对手功能障碍的各种因素，例如瘢痕、挛缩、粘连、肿胀、关节僵硬、肌肉萎缩、感觉丧失或者异常等，采用相应的物理治疗、运动疗法、作业疗法、辅助器具、康复工程、心理治疗等康复手段，使得伤手恢复最大程度的功能，以适应日常生活活动和工作、学习。现有的康复练习装置通常采用机械式的方法进行康复训练，装置包含电机、传动装置等部件，存在体积较大，重量较重等缺点。介电弹性体固有的材料特性和工作原理提供了无与伦比的特点。这些可能适合为矫正系统提供足够的功能特性，同时使其至少更轻、更灵活和舒适，因此更容易穿戴和携带。硅橡胶是以-Si-O-键为主链、有机基团为侧基的一类弹性体，自身具有特殊的半有机半无机结构，耐高低温性、耐候性、耐臭氧性、耐老化性、生理惰性和高透气性圴优异，在航空航天、汽车、电子和医疗器械等领域。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子型人工肌肉电致动器，其特征在于：所述电子型人工肌肉电致动器由改性氧化石墨烯/硅橡胶基底膜、固定在该基底膜两侧的石墨/硅橡胶电极、导线和高压脉冲电信号组成；所述的基底膜是由在硅橡胶中掺杂经由3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯（IPDI）改性的氧化石墨烯制备而成，所述的石墨/硅橡胶电极是在硅橡胶中掺杂石墨制备而成，固定在基底膜的两侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种电子型人工肌肉电致动器，其特征在于：所述电子型人工肌肉电致动器由改性氧化石墨烯/硅橡胶基底膜、固定在该基底膜两侧的石墨/硅橡胶电极、导线和高压脉冲电信号组成；所述的基底膜是由在硅橡胶中掺杂经由3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯（IPDI）改性的氧化石墨烯制备而成，所述的石墨/硅橡胶电极是在硅橡胶中掺杂石墨制备而成，固定在基底膜的两侧。


2.根据权利要求1所述的电子型人工肌肉电致动器，其特征在于：所述基底膜的厚度为0.2-0.5mm，基底膜两侧的石墨/硅橡胶电极的厚度为0.03-0.08mm。


3.根据权利要求1所述的电子型人工肌肉电致动器，其特征在于：所述基底膜的弹性模量为0.5-5MPa，基底膜的介电常数为2.2-4.5。


4.根据权利要求1-3任一所述的电子型人工肌肉电致动器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）制备改性氧化石墨烯；
（2）制备改性氧化石墨烯/硅橡胶基底膜溶液；
（3）制备改性氧化石墨烯/硅橡胶基底膜；
（4）改性氧化石墨烯/硅橡胶基底膜的预拉伸；
（5）石墨/硅橡胶电极溶液的制备；
（6）电子型人工肌肉电致动器：将步骤（5）搅拌均匀的石墨/硅橡胶电极溶液涂刷在步骤（4）进行预拉伸后的改性氧化石墨烯/硅橡胶基底膜上，放置于真空烘箱中45℃干燥240min，然后使用胶带将导线连接在石墨/硅橡胶电极处，将接好引线并涂好电极的基底膜缠绕在受压的弹簧上制作成电子型人工肌肉电致动器。


5.根据权利要求4所述的电子型人工肌肉电致动器的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）改性氧化石墨烯的制备方法如下：
a、取一个洁净烘干的100mL的圆底烧瓶，称取500mgGO粉末并量取30mL丙酮，超声波细胞粉碎机超声分散10分钟，然后加入4gIPDI，继续超声分散10分钟；
b、搭建实验装置，将圆底烧瓶固定在铁架台上，加入催化剂两滴二月桂酸二丁基锡，加入转子，常温下反应10h，反应结束后用丙酮离心分离，取下层固体并抽滤，在真空干燥箱中60℃干燥24h得到GO-IPDI；
c、取2gGO-IPDI于离心管中，再取20mL...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭东杰，王付义，王龙，
申请(专利权)人：三体次元信息科技宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33