一种用于介电弹性体发电机的柔性电极涂覆装置的制作方法

所属技术领域

本发明公开了一种用于介电弹性体发电机的柔性电极涂覆装置，属于介电弹性体发电机领域。

背景技术：

介电弹性体(dielectricelastomer，de)是一种具有电活性的弹性体材料，能够在电场作用下改变形状，将电能转换为机械能；同样，它的逆过程也可以用于发电，将机械能转换为电能。介电弹性体发电的结构类似于三明治，在de薄膜的上下两表面涂覆一层柔性电极材料，例如碳油、石墨粉、碳纳米管等。但是电极材料的涂覆多为手动刷涂，导致涂覆规格标准性差，涂覆电极表面不均匀，降低了介电弹性体使用的稳定性。为了解决这些问题，需设计一种专门的电极涂覆装置。

技术实现要素：

针对目前介电弹性体电极涂覆所存在的问题，本发明提出了一种用于介电弹性体发电机的柔性电极涂覆装置。该涂覆装置主体由底座，膜框架，固定膜框架，移动平台，丝杆，导轨与步进电机组成。其中，膜框架通过角码固定在底座上，固定膜框架通过螺栓固定在膜框架上；丝杆与导轨安装在丝杆底座上，并在其中一端的丝杆底座上连接有步进电机，丝杆底座通过角码固定在底座上，移动平台通过丝杆螺母和直线轴承与丝杆和导轨相连。

所述移动平台由平台、螺旋测微头、刮片组成。螺旋测微头通过其上的法兰与平台相连。刮片与导杆以及刮片固定装置共同构成刮片组，刮片组通过导杆固定在平台上，并且刮片固定装置的底端与螺旋测微头的顶端相连。所述固定膜框架由上框架、下框架与介电弹性体膜组成，并通过螺栓固定。

本发明中，将介电弹性体膜通过固定膜框架固定在涂覆装置中心膜框架上；通过螺旋测微头调节刮片与介电弹性体膜的距离，以此来确定电极涂覆的厚度；控制步进电机使刮片左右移动，完成涂覆工作；刮片组与丝杆螺母等结构设计为左右两个，在电极涂覆时，左右两个刮片共同工作，以避免一边涂覆造成膜的变形出现涂覆厚度的偏差。

特色与优势：①采用刮片的形式来代替刷子涂覆，提高了电极涂覆的均匀度；②采用螺旋测微头来移动刮片到膜的距离，提高了电极厚度涂覆的精度，减少了不同电极材料性能对比的误差；③涂膜时，前后刮片同步平行运动，可抵消涂膜时柔性膜的弹性变形，保证涂膜精度。

附图说明

图1是本发明柔性电极涂覆装置的结构示意图；

图2是图1中移动平台f的局部放大图；

图3是图1中固定膜框架i的爆炸图。

具体实施方式

如图1所示，涂覆装置主体由底座a，膜框架b，固定膜框架i，移动平台f，丝杆e，导轨g与步进电机h组成。其中，膜框架b通过角码c固定在底座a上，固定膜框架i通过螺栓固定在膜框架b上；丝杆e与导轨g安装在丝杆底座d上，并在其中一端的丝杆底座d上连接有步进电机h，丝杆底座d通过角码c固定在底座a上。移动平台f通过丝杆螺母j和直线轴承k与丝杆e和导轨g相连。

如图2所示，所述移动平台f由平台f1、螺旋测微头f2、刮片f5组成。螺旋测微头f2通过其上的法兰f201与平台f1相连。刮片f5与导杆f6以及刮片固定装置f4共同构成刮片组，刮片组通过导杆f3固定在平台f1上，并且刮片固定装置f4的底端与螺旋测微头f2的顶端相连。如图3所示，所述固定膜框架i由上框架i1、下框架i3与介电弹性体膜i2组成，并通过螺栓固定。

本发明中，将介电弹性体膜i2通过固定膜框架i固定在涂覆装置中心膜框架b上；通过螺旋测微头f2调节刮片f5与介电弹性体膜i2的距离，以此来确定电极涂覆的厚度；控制步进电机h使刮片f5左右移动，完成涂覆工作。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于介电弹性体发电机的柔性电极涂覆装置，其由底座，膜框架，固定膜框架，移动平台，丝杆，导轨与步进电机组成。膜框架通过角码固定在底座上，固定膜框架通过螺栓固定在膜框架上；丝杆与导轨安装在丝杆底座上。移动平台由平台、螺旋测微头、刮片组成，螺旋测微头通过法兰与平台相连，通过丝杆螺母和直线轴承与丝杆和导轨相连；刮片通过导杆固定在平台上，并且刮片固定装置的底端与螺旋测微头的顶端相连。本发明的具体优势：采用刮片的形式来代替刷子涂覆，提高了电极涂覆的均匀度；采用螺旋测微头来移动刮片到膜的距离，提高了电极厚度涂覆的精度；涂膜时前后刮片同步平行运动，可抵消涂膜时柔性膜的弹性变形，保证涂膜精度。

技术研发人员：曹建波;任钰雪;鄂世举;夏文俊;高昭;罗罕频;杨灿;任华林;王维传;金建华;郭壮;徐阁;竺振才
受保护的技术使用者：浙江师范大学
技术研发日：2017.06.13
技术公布日：2017.09.15