本發(fā)明涉及一種介電彈性體拉伸裝置，尤其是涉及一種利用絲杠機構(gòu)的介電彈性體雙軸拉伸裝置。

背景技術(shù)：

介電彈性體是一種新型的功能性材料，在國外首先作為驅(qū)動材料研究，而對于介電彈性體的發(fā)電研究始于2001年，因能量密度高，質(zhì)量輕，變形大，價格低以及機電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點，使得其在發(fā)電領域越來越受重視。從原理上，介電彈性體發(fā)電機是一種具有“三明治”式三層結(jié)構(gòu)的可變電容器，上下兩側(cè)是柔性電極，中間是介電彈性體。在施加偏置電壓時，通過拉伸、收縮介電彈性體即可將施加的機械能轉(zhuǎn)化為電能。拉伸和收縮介電彈性體可使其發(fā)生形變和恢復，進而發(fā)電。目前介電彈性體拉伸裝置種類不多，其主要集中在單軸拉伸上，這類裝置的拉伸效率不高，且運動行程較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種介電彈性體雙軸拉伸裝置。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種介電彈性體雙軸拉伸裝置，其特征在于：該拉伸裝置包括支架、導軌、絲杠、下夾板、上夾板、彈簧、介電彈性體、小錐齒輪、軸承、絲桿螺母滑塊、大錐齒輪、步進電機，絲杠呈十字對稱分布，步進電機直接與大錐齒輪連接，介電彈性體的四角被下夾板和上夾板夾緊固定，邊沿卷繞固定在彈簧上，下夾板與絲桿螺母滑塊通過螺栓進行連接，絲桿螺母滑塊與絲杠進行螺紋連接，小錐齒輪與絲杠連接。通過該裝置可將步進電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為上、下夾板在兩個方向上的直線運動，從而實現(xiàn)介電彈性體雙軸的同時拉伸與收縮；其拉伸與收縮過程可實現(xiàn)機械能與電能的轉(zhuǎn)換。

所述介電彈性體雙軸拉伸裝置，其特征在于：采用絲杠機構(gòu)，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動，使介電彈性體精確地拉伸與收縮。

所述介電彈性體雙軸拉伸裝置，其特征在于：采用錐齒輪組傳動，一個大錐齒輪帶動四個小錐齒輪同時工作，從而確保了四個水平絲杠工作同步，可以使四個滑塊在兩個垂直軸方向上同時向內(nèi)或向外移動，提高了拉伸效率和機械能到電能的轉(zhuǎn)化效率。

所述介電彈性體雙軸拉伸裝置，其特征在于：步進電機作為機械能輸出機構(gòu)，傳動精確平穩(wěn)。

所述介電彈性體雙軸拉伸裝置，其特征在于：介電彈性體的四個邊沿卷繞固定在彈簧上，在拉伸過程中，利用彈簧的彈性可以保證介電彈性體的四個邊沿不會往里收縮。

本發(fā)明的特色與優(yōu)勢：該介電彈性體雙軸拉伸裝置可以實現(xiàn)介電彈性體在兩個垂直軸方向上的同時拉伸和收縮，提高了工作效率，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、維護成本低等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明介電彈性體雙軸拉伸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明介電彈性體雙軸拉伸裝置的傳動結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明介電彈性體雙軸拉伸裝置的主視圖；

圖4為本發(fā)明介電彈性體雙軸拉伸裝置的軸測圖。

具體實施方式

如圖1～4所示，本發(fā)明的拉伸裝置包括支架1、導軌2、絲杠3、下夾板4、上夾板5、彈簧6、介電彈性體7、小錐齒輪8、軸承9、絲桿螺母滑塊10、大錐齒輪11、步進電機12。絲杠3呈十字對稱分布，步進電機12直接與大錐齒輪11連接，介電彈性體7的四角被下夾板4和上夾板5夾緊固定，邊沿卷繞固定在彈簧6上，下夾板4與絲桿螺母滑塊10通過螺栓進行連接，絲桿螺母滑塊10與絲杠3進行螺紋連接，小錐齒輪8與絲杠3連接，通過該機構(gòu)可將步進電機12的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為上、下夾板在兩個方向上的直線運動，從而實現(xiàn)介電彈性體的拉伸與收縮；其拉伸與收縮過程可實現(xiàn)機械能與電能的轉(zhuǎn)換。

步進電機11轉(zhuǎn)動帶動大錐齒輪11旋轉(zhuǎn)，從而帶動與其連接的小錐齒輪8轉(zhuǎn)動，同時絲杠3也進行轉(zhuǎn)動。絲桿螺母滑塊10分別在導軌2中兩個方向進行滑動，絲桿螺母滑塊10的直線運動作用于下夾板4和上夾板5，使其進行直線運動。夾板作用于固定在內(nèi)的介電彈性體7，使介電彈性體7在平面兩個方向上同時進行拉伸，造成其雙軸拉伸形變。步進電機12反轉(zhuǎn)，介電彈性體7恢復形變。通過步進電機12的正反轉(zhuǎn)，來實現(xiàn)介電彈性體的拉伸與收縮，進而進行發(fā)電。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種介電彈性體雙軸拉伸裝置，該拉伸裝置包括支架、導軌、絲杠、下夾板、上夾板、彈簧、介電彈性體、小錐齒輪、軸承、絲桿螺母滑塊、大錐齒輪、步進電機，絲杠呈十字對稱分布，步進電機直接與大錐齒輪連接，介電彈性體的四角被下夾板和上夾板夾緊固定，邊沿卷繞固定在彈簧上，下夾板與絲桿螺母滑塊通過螺栓進行連接，絲桿螺母滑塊與絲杠進行螺紋連接，小錐齒輪與絲杠連接。通過該裝置可將步進電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為上、下夾板在兩個方向上的直線運動，從而實現(xiàn)介電彈性體雙軸的同時拉伸與收縮，其拉伸與收縮過程可實現(xiàn)機械能與電能的轉(zhuǎn)換。該裝置提高了工作效率，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、維護成本低等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：曹建波;包輝煌;鄂世舉;蔡建程;高昭;羅罕頻;楊燦;任華林;王維傳;任鈺雪;金建華;郭壯
受保護的技術(shù)使用者：浙江師范大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.13
技術(shù)公布日：2017.09.05