一种双模态介电弹性体结构及包含其的系统与应用技术方案

技术编号:43557111 阅读:11 留言:0更新日期:2024-12-06 17:31
本发明专利技术提供了一种双模态介电弹性体结构及包含其的系统与应用,属于储能技术领域。其包括电气连接的两个介电弹性体电容器,介电弹性体电容器由介电弹性体薄膜经拉伸后在其两侧涂覆具有对称环形结构的油脂电极组装而成,一个介电弹性体电容器执行机械能输入功能,另一个介电弹性体电容器执行机械能输出功能。包含双模态介电弹性体结构的系统利用驻极体静电电压源提供低压电场,并结合电荷泵电路使系统的电压升高,实现给双膜介电弹性体结构提供高压电场的目的,从而摆脱双膜介电弹性体结构对外部电压源的依赖,实现能量收集和驱动。还可以抑制介电弹性体的机电不稳定性,从而将麦克斯韦应力对介电弹性体的负面影响转化为机械能输出,提高输出性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能,尤其涉及一种双模态介电弹性体结构及包含其的系统与应用


技术介绍

1、介电弹性体(dielectric elastomers,de)作为一种智能材料,因其结构简单、成本低、质量轻、能量密度高等优点,成为构建机电系统的理想选择。介电弹性体能够实现机械能与电能之间的双向转换,广泛应用于能量收集(介电弹性体发电机)和驱动(介电弹性体致动器)。然而,这两种工作模式都依赖于外部电压源,介电弹性体发电机需要外部电压源提供电荷并通过机械变形产生电能,而介电弹性体致动器需要依靠外部电压源诱导机械运动。对外部电源的依赖限制了de系统的紧凑性和便携性。此外,由于两种功能的互斥性,一个de系统通常仅对应于其中的一种工作类型。在这两种工作模式下,高电压能带来高电能输出和优异的驱动能力。然而,在高电压下会产生不必要的麦克斯韦应力,导致介电弹性体的机电不稳定性并在收缩阶段产生电击穿现象,使de系统的性能下降。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于针对现有技术的上述不足,提供一种双模态介电弹性体结构及包含其的系统与应本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双模态介电弹性体结构,其特征在于,所述双模态介电弹性体结构包括电气连接的两个介电弹性体电容器,所述介电弹性体电容器由介电弹性体薄膜经拉伸后在其两侧涂覆具有对称环形结构的油脂电极组装而成,其中一个介电弹性体电容器执行机械能输入功能,另一个介电弹性体电容器执行机械能输出功能。

2.一种包含如权利要求1所述双模态介电弹性体结构的双模态介电弹性体系统,其特征在于,包括驻极体静电电压源(1)、电荷泵电路(2)、双膜介电弹性体结构(3)和外接负载(4),

3.如权利要求2所述的一种双模态介电弹性体系统,其特征在于,所述驻极体静电电压源(1)由带电的驻极体薄膜(11)、...

【技术特征摘要】

1.一种双模态介电弹性体结构,其特征在于,所述双模态介电弹性体结构包括电气连接的两个介电弹性体电容器,所述介电弹性体电容器由介电弹性体薄膜经拉伸后在其两侧涂覆具有对称环形结构的油脂电极组装而成,其中一个介电弹性体电容器执行机械能输入功能,另一个介电弹性体电容器执行机械能输出功能。

2.一种包含如权利要求1所述双模态介电弹性体结构的双模态介电弹性体系统,其特征在于,包括驻极体静电电压源(1)、电荷泵电路(2)、双膜介电弹性体结构(3)和外接负载(4),

3.如权利要求2所述的一种双模态介电弹性体系统,其特征在于,所述驻极体静电电压源(1)由带电的驻极体薄膜(11)、设置在带电的驻极体薄膜上下表面的两个电极(12)和第一整流桥(13)组成,两个所述电极(12)分别接入所述第一整流桥(13)的输入侧,所述稳压装置(21)并联在所述第一整流桥(13)的输出侧。

4.如权利要求2所述的一种双模态介电弹性体系统,其特征在于,所述自偏置电路(22)为二阶形式,包括四个内部电容和五个内部二极管构成,通过内部二极管的导通与关断改变内部电容的串并联状态,四个所述内部电容分别为c1、c2、c3和c4,五个所述内部二极管分别为d1、d2、d3、d4和d5。

5.如权利要求4所述的一种双模态介电弹性体系统,其特征在于,五个所述内部二极管依次相连,与所述稳压装置(21)串联,d1与d2之间的支路上连接有c1,d2与d3之间的支路上连接有...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐子盛张志远鄂世举
申请(专利权)人:浙江师范大学
类型:发明
国别省市:

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