一种各向异性介电弹性体纤维驱动器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种各向异性介电弹性体纤维驱动器及其制备方法，该驱动器由一个或多个子纤维状驱动器壁面相互贴合组成；子纤维状驱动器包括至少各两层的各向异性介电弹性体层和柔性电极层，各向异性介电弹性体层和柔性电极层交错重叠并卷绕成纤维状结构。该方法基于物理交联的嵌段共聚物热塑性弹性体，通过机械应变诱导方法制备得到厚度减小且具有微结构取向的各向异性介电弹性体薄膜，采取叠层卷绕的方式制备了沿轴向输出线性位移的轻质、全柔性介电弹性体纤维驱动器，可方向性输出驱动变形，驱动性能大幅提升，同时实现了低压驱动，并组装成纤维束，产生伸缩、弯曲、旋转多种运动模式。

【技术实现步骤摘要】
一种各向异性介电弹性体纤维驱动器及其制备方法
本专利技术涉及自动化领域，尤其涉及一种各向异性介电弹性体纤维驱动器及其制备方法。
技术介绍
随着工业自动化的发展，机器人的重要性日益凸显，相应地人类对于机器人技术的需求不断提升。传统的机器人通常由电机、活塞、关节、铰链等刚性构件组成，尽管动力足、功率大，但是也存在很多缺点，如结构笨重、安全系数低、环境适应性差、噪音大等。由智能材料驱动的软体机器人可承受大变形，自由度高，可以根据实际需要任意地改变自身形状和尺寸，具有优良的灵活性和强大的环境适应性，在工业生产、医疗服务、军事侦察等领域都有着巨大的应用前景。用于软体机器人柔性驱动的智能材料主要有：气动人工肌肉、形状记忆合金、离子聚合物金属复合材料、水凝胶、介电弹性体。气动人工肌肉是通过在结构中充气，利用气压使结构产生变形或者运动，具有变形大的优点，但是受辅助系统的限制，面临气源、控制方面的挑战；形状记忆合金在加热时能够恢复原始形状，消除低温状态下所发生的变形，优点是驱动力大，但存在温度难以控制、驱动频率低的问题；离子聚合物金属复合材料在施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种各向异性介电弹性体纤维驱动器，其特征在于，由一个或多个子纤维状驱动器壁面相互贴合组成；所述子纤维状驱动器包括至少各两层的各向异性介电弹性体层和柔性电极层，其中，所述各向异性介电弹性体层和柔性电极层交错重叠并卷绕成纤维状结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种各向异性介电弹性体纤维驱动器，其特征在于，由一个或多个子纤维状驱动器壁面相互贴合组成；所述子纤维状驱动器包括至少各两层的各向异性介电弹性体层和柔性电极层，其中，所述各向异性介电弹性体层和柔性电极层交错重叠并卷绕成纤维状结构。


2.根据权利要求1所述的各向异性介电弹性体纤维驱动器，其特征在于，所述各向异性介电弹性体层采用的材料为嵌段共聚物，其结构通式为A-B-A；其中，A选自苯乙烯的均聚物；B为丙烯酸正丁酯均聚物、甲基丙烯酸正丁酯均聚物、甲基丙烯酸异丁酯均聚物、丙烯酸叔丁酯均聚物、丙烯酸-2-乙基己酯均聚物、丙烯酸乙酯均聚物或丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯中至少两种单体的共聚物。所述柔性电极层为碳纳米管电极层。


3.根据权利要求2所述的各向异性介电弹性体纤维驱动器，其特征在于，所述嵌段共聚物总的数均分子量为5～50万，A段的数均分子量均为1～5万，中间B段的数均分子量为3～40万，中间B段的重量百分比为60％～90％。


4.根据权利要求1所述的各向异性介电弹性体纤维驱动器，其特征在于，所述子纤维状驱动器外侧为介电弹性体层。


5.根据权利要求1所述的各向异性介电弹性体纤维驱动器，其特征在于，所述子纤维状驱动器包括两层各向异性介电弹性体层和两层柔性电极层。


6.一种权利要求2-4任一项所述的各向异性介电弹性体纤维驱动器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备获得嵌段共聚物介电弹性体初始薄膜；
(2)将嵌段共聚物介电弹性体初始薄膜进行单轴拉伸，拉伸比为1.5～6，将拉伸好的薄膜置于90～140℃温度下进行热处理0.1～15h，得嵌段...

【专利技术属性】
技术研发人员：何金，罗英武，肖友华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33