【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柔性泵，特别是涉及一种基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵及其制备方法。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，声、光、电、热等多学科交叉融合的材料与技术进入人们的视野，传统的刚性电子技术向着柔性方向迅速发展以满足日益复杂的需求。由柔性材料制备的软体机器人和驱动器在医疗、工业、可穿戴设备和机器人领域表现出了广阔的应用前景，但受限于传统刚性驱动源体积、重量与复杂结构的限制，难以满足其便携性、集成性和复杂工况适应性的要求，以柔性材料制备的软体驱动器以其优异的柔顺性、轻质量、小体积、可拉伸性等特点成为了替代传统刚性驱动器的选择。
2、目前常见的柔性材料本征致动方案有介电弹性体静电致动、水凝胶刺激响应致动、形状记忆聚合物温度致动等，尽管它们以其特性可以实现软体驱动器致动，但表现出的驱动力较低，难以驱动较大的载荷。而依靠其他驱动源致动的方案主要包括气压致动和液压致动两类，均能提供理想的高驱动力输出响应，但需要一个刚性的泵源提供压力和流量输入，泵源的体积、重量和结构限制使其难以被集成以实现全柔顺的驱动器，限制了其在软体驱动器方面的进一步应用。
3、传统的刚性泵源主要依靠机械结构实现泵送，通常包含齿轮、叶片、电机等体积庞大的刚性组件，重量的限制使其在被集成时往往会消耗软体驱动器绝大部分的输出性能，大幅降低负载能力。即使是轻质的微型泵源也难以摆脱刚性组件的限制，结构精密复杂，难以满足柔顺性和适应性的要求。同时，噪声是泵体中的机械构件难以避免的问题。以电流体动力学实现驱动的电流体泵在作为泵源集成到软体驱动器方面表现出
4、电流体泵不仅受限于结构的设计难以实现较高的压力输出响应以驱动更大的载荷拓宽应用场景，还受限于电流体动力学驱动原理，仅能驱动特殊介电液体，应用有限。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述问题，本专利技术旨在提供一种基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵及其制备方法，解决了传统的电流体泵电极不透明以及拉伸性差的问题。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、提供了一种基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵，其包括柔性泵体，柔性泵体包括正对贴合密闭且透明的第一层tpu薄膜和第二层tpu薄膜，第一层tpu薄膜的贴合面上设置有第一电极，第二层tpu薄膜的贴合面上设置有第二电极；第一电极和第二电极具有一定厚度，第一电极和第二电极中心对称设置，并在第一层tpu薄膜和第二层tpu薄膜之间形成流体通道，流体通道内设置有流体介质；第一电极和第二电极均为透明可拉伸离子电极；
4、柔性泵体的长度方向的两端分别设置有一根与流体通道两端连通的硅胶软管，两根硅胶软管均密封连接于第一层tpu薄膜和第二层tpu薄膜之间；
5、第一电极和第二电极上均连接有导电胶带，导电胶带一端引出至柔性泵体外部用于与电源正极或者电源负极电性连接。
6、本专利技术中基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵的基本原理为：在柔性泵体内设置有第一电极和第二电极，且第一电极和第二电极之间设置有流体通道；第一电极和第二电极为透明可拉伸离子电极且分别与电源正极和电源负极电性连接；流体通道内灌注有流体介质，流体介质可以采用电子氟化液等。第一电极和第二电极通电后，形成高电场，在高电场条件下，电子氟化液中的分子被电离成正负离子，由于氟化液分子的结构独特，电离出的负离子数量远多于正离子，从而在电场作用下形成负离子向正极运动的离子净流量；在负极周围，高压条件下电子从阴极电极材料中脱离，注入到流体中与正离子结合；而在正极周围，电子从负离子中脱离，进入电极中。通过这种电场对液体的电荷注入，液体中产生从负极向正极的离子净流量，带动中性分子运动形成离子拖曳现象，使液体宏观上表现为持续的定向流动，实现泵送液体的功能；当第一电极和第二电极分别连接电源负极和电源正极时，柔性泵进行反向泵液。
7、在基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵中，第一电极和第二电极均为透明可拉伸离子电极，在受拉时不容易断裂且与tpu薄膜粘贴牢固可靠，使得柔性泵具备全透明、全柔性和可拉伸的特点，更加适配于透明软体驱动器，解决了传统的电流体泵电极不透明以及拉伸性差的问题。
8、进一步地，作为第一电极和第二电极的具体设置方案，第一电极和第二电极均包括沿柔性泵体长度方向设置有的电极总线，电极总线的一侧间隔设置有多个电极叉指；电极总线的一端设置有用于与导电胶带电性连接的电极引脚；
9、第一电极和第二电极中的电极总线间隔平行设置；第一电极和第二电极中的多个电极叉指相对且错位设置；第一电极和第二电极中的多个电极叉指之间的空间为流体通道。
10、进一步地，第一层tpu薄膜和第二层tpu薄膜之间沿着两条电极总线的内侧进行热压密封连接。提高了柔性泵的密封性能，实现了柔性泵在高达90kpa的内腔压力情况下也不会发生介电液泄漏，安全可靠，将柔性泵的压力输出性能大幅度提升，能够驱动更大的负载，为流体驱动的软体驱动力和软体机器人提供出色的力输出响应，同时兼备电压极性控制双向泵送的特点，可以应用于更多领域。
11、进一步地，第一电极和第二电极的厚度为0.12mm；第一电极和第二电极中的电极总线的宽度为1mm；所示电极总线上设置有18个电极叉指，每个电极叉指均呈长方形结构，每个电极叉指的长度为7mm，宽度为0.7mm；每个电极叉指的弯折处均进行半径为0.3mm的倒圆角处理；
12、电极引脚的长度为4mm，宽度为5mm；
13、第一电极和第二电极中电极叉指的投影重叠长度为4.5mm，电极叉指间的窄间隙为1mm；电极叉指间的宽间隙为2mm。
14、第一电极和第二电极的厚度与流体通道的高度相同，电极厚度越小，流体通道高度越低，流通空间更小，流量更小；电极厚度过高，工艺上密封更加困难，更容易泄漏。电极叉指长度过长，流体通道容易膨胀导致输出压力降低；电极叉指长度短则流体通道的流体空间更窄，外引软管更细，流量更小。电极叉指的宽度过大，整个电极的长度增加，工作电流增大，更容易发生电击穿；电极叉指的宽度过小则工艺困难，制作难度上升。电极叉指的长度越长，流体通道越容易膨胀，压力越低，导致流量降低。电极叉指间的窄间隙越小，同样电压下越容易电击穿，电极叉指间的窄间隙越大输出性能越低。电极叉指间的宽间隙设置为电极叉指间的窄间隙的两倍是为了形成不对称电场，引发液体流动。而第一电极和第二电极总共设置18对电极叉指，是按照柔性泵在100mm长度以内的最佳性能设计的。
15、进一步地，流体介质为电子氟化液，采用电子氟化液作为介电液同时也是泵送的流体介质，其优异的电绝缘性可以完全将电子元件包裹其中以隔绝水和空气，保障电子元件的稳定运行，解决了柔性泵在被软体驱动器或软体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵，其特征在于，包括柔性泵体，所述柔性泵体包括正对贴合密闭且透明的第一层TPU薄膜和第二层TPU薄膜，所述第一层TPU薄膜的贴合面上设置有第一电极，所述第二层TPU薄膜的贴合面上设置有第二电极；所述第一电极和第二电极具有一定厚度，第一电极和第二电极中心对称设置，并在第一层TPU薄膜和第二层TPU薄膜之间形成流体通道，流体通道内设置有流体介质；第一电极和第二电极均为透明可拉伸离子电极；
2.根据权利要求1所述的基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵，其特征在于，所述第一电极和第二电极均包括沿所述柔性泵体长度方向设置有的电极总线，所述电极总线的一侧间隔设置有多个电极叉指；电极总线的一端设置有用于与所述导电胶带电性连接的电极引脚；
3.根据权利要求2所述的基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵，其特征在于，所述第一层TPU薄膜和第二层TPU薄膜之间沿着两条所述电极总线的内侧进行热压密封连接。
4.根据权利要求3所述的基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵，其特征在于，两根所述硅胶软管通过硅胶与所述第一层TPU薄膜和第二层TPU薄膜
5.根据权利要求2所述的基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵，其特征在于，所述第一电极和第二电极的厚度为0.12mm；第一电极和第二电极中的所述电极总线的宽度为1mm；所示电极总线上设置有18个所述电极叉指，每个电极叉指均呈长方形结构，每个电极叉指的长度为7mm，宽度为0.7mm；每个电极叉指的弯折处均进行半径为0.3mm的倒圆角处理；
6.根据权利要求1所述的基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵，其特征在于，所述流体介质为电子氟化液。
7.一种根据权利要求2～6任一所述的基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵的制备方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵的制备方法，其特征在于，在步骤1中，制备带有透明可拉伸离子电极的TPU薄膜的方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵，其特征在于，包括柔性泵体，所述柔性泵体包括正对贴合密闭且透明的第一层tpu薄膜和第二层tpu薄膜，所述第一层tpu薄膜的贴合面上设置有第一电极，所述第二层tpu薄膜的贴合面上设置有第二电极；所述第一电极和第二电极具有一定厚度，第一电极和第二电极中心对称设置，并在第一层tpu薄膜和第二层tpu薄膜之间形成流体通道，流体通道内设置有流体介质；第一电极和第二电极均为透明可拉伸离子电极；
2.根据权利要求1所述的基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵，其特征在于，所述第一电极和第二电极均包括沿所述柔性泵体长度方向设置有的电极总线，所述电极总线的一侧间隔设置有多个电极叉指；电极总线的一端设置有用于与所述导电胶带电性连接的电极引脚；
3.根据权利要求2所述的基于离子电极的全透明可拉伸柔性泵，其特征在于，所述第一层tpu薄膜和第二层tpu薄膜之间沿着两条所述电极总线的内侧进行热压密封连接。
4.根...
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