一种以介电弹性体为主弹力基质的发电式减震器的制作方法

本发明属于介电弹性体拉伸、屈变、逆向发电和液压传动技术领域，特别涉及一种以介电弹性体为主弹力基质的发电式减震器。

背景技术：

随着经济的发展、人口的增长和生活水平的提高，对能源的需求越来越大。由于化石燃料的不可再生及气候变化、生态破坏等，单纯依靠传统能源已无法满足能源的需求。因此发展可再生能源成为一个必然选择。介电弹性体是一种新型的功能性材料，能将机械能转换为电能。因能量密度高、质量轻、变形大、价格低以及机电转换效率高等优点，使得其在发电领域越来越受重视。在施加偏置电压时，通过拉伸、收缩介电弹性体即可将施加的机械能转化为电能。目前专利中，应用介电弹性体的水利发电较多，其原理是将高水位水资源的重力势能转换为电能。这种发电机受外界环境影响，投入和工程都相当巨大。而车用螺旋卷状、层叠式介电弹性体是将介电弹性体薄膜多层进行堆卷，使整体的电容变大。以极小的投入更大的解决车辆行驶里程和环境污染问题。极其可贵的一点是螺旋卷状、层叠式介电弹性体，利用其特质替代车辆减震系统中的减震簧，能够起到避震和发电的双重目的，为今后的介电材料的应用提供了新的研究方向。

技术实现要素：

本发明针对现有技术，巧妙利用介电弹性体其拉伸、屈变即可将施加的机械能转化为电能的特质，逆向替代车辆减震系统中的减震簧，达到避震和发电的双重目的，有效节约了能源。本发明采取的技术方案是这样实现的：一种以介电弹性体为主弹力基质的发电式减震器，包括主体减震缸构件、介电弹性体构件和活塞式液压缸构件，所述的介电弹性体是在多个单层压合塑形的丙烯酸或硅树脂等弹性体材料基质的上、下表面渗入屈从电极材料碳或石墨，而后加工形成的呈卷状、层叠式结构，外力作用于具有预加电压的介电弹性体上使其拉伸变形，通过电容的改变而发电；压合塑形后介电弹性体层面在拉伸状态下，还喷涂硅橡胶绝缘涂料和电磁屏蔽涂料。

压合塑形后呈卷状、层叠式的介电弹性体能够替代传统意义上的减震簧的功能，其原理是，压合塑形后的介电弹性体成螺旋卷状、层叠式，内圈贴伏包围处于内边缘位置的活塞式液压缸。压合塑形后成卷状、层叠式介电弹性体还包围处于中心位置的主体减震缸。介电弹性体上端固定在固定块上，其下端固定在滑块上，运动方向与传统意义上的减震簧运动方向相反，即减震器收缩时，介电弹性体伸张，介电弹性体回缩时，减震器舒张。其下端固定的滑块配合介电弹性体的伸张或回缩时，沿主体减震缸外壁而上下滑动；所述的活塞式液压缸的底部固定在该固定块上，活塞杆的端部，固定在该滑块上。所述的固定块固定在中空活塞杆上端部。安装完成后的介电弹性体部分，其外部包裹伸缩式电磁屏蔽罩，由导电材料引出的介电弹性体部分上的电源引出线连接用电必备元器件后接入蓄电设备或用电设备。

所述的主体减震缸构件包括：通孔活塞、中空活塞杆和主体减震缸，通孔活塞和中空活塞杆连接，通孔活塞把主体减震缸内部分割为此消彼长的液压腔和行程腔，适量的液压油充满、布置于下面液压腔中。

所述的中空活塞杆通过密封件穿出主体减震缸，中空活塞杆端部有多个单向止回阀与活塞式液压缸接通，所述单向止回阀包括液压输出单向止回阀和液压回流单向止回阀，液压输出单向止回阀内径大于液压回流单向止回阀内径，其内径差异能使减震器起到快速收缩缓慢恢复的避震效果。

所述的中空活塞杆，受压时，会将所述的主体减震缸液压腔中的液压油压出，通过其端部的液压输出单向止回阀传递给活塞式液压缸；减压时，受到压合塑形后成卷状、层叠式介电弹性体回缩力的作用，液压油通过中空活塞杆端部的液压回流单向止回阀回流至主体减震缸内部的液压腔中。

本发明利用介电弹性体的自然伸缩属性，替换了传统意义上的减震簧，在减轻重量的基础上达到发电和避震的目的，对以利用减震器避震的车辆及其他利用减震器避震的相关设备提供了一个全新的研究方向，最终达到节能减排、延长行车里程的目的。

附图说明

图1为本发明的减震器整体结构示意图；

图2为图1减震器的横截面图；

图3为本发明的介电弹性体展开断面构造图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明提供的以介电弹性体为主弹力基质的发电式减震器，包括主体减震缸构件构件、介电弹性体构件和活塞式液压缸构件。

所述的发电式减震器，主体减震缸构件模拟液压泵原理，包括主体减震缸1、通孔活塞2、中空活塞杆3。所述的通孔活塞2和中空活塞杆3连接，中空活塞杆3能随通孔活塞2在主体减震缸1内上、下运动；通孔活塞2将主体减震缸1腔体部分割为此消彼长的液压腔和行程腔，活塞2在主体减震缸1腔体内运动时，液压腔内的液压油通过中空活塞杆3排出至活塞式液压缸7、12或接收来自活塞式液压缸7、12的液压，回流至主体减震缸1腔体部分的液压腔内。

本发明提供的以介电弹性体为主弹力基质的发电式减震器，介电弹性体构件模拟弹簧工作原理，包括压合塑形后呈卷状、层叠式的介电弹性体11、固定块5和滑块6。所述的介电弹性体11两端分别固定在固定块5和滑块6上，介电弹性体11是在丙烯酸或硅树脂等弹性体材料基质的上、下表面渗入屈从电极材料碳或石墨18的基础上，喷涂硅橡胶绝缘涂料层和电磁屏蔽涂料层19完成的。

本发明提供的以介电弹性体为主弹力基质的发电式减震器，所述的介电弹性体构件，滑块6在车辆静止时位于主体减震缸1的中间位置，在活塞式液压缸7、12的推动下和压合塑形后成卷状、层叠式介电弹性体11回缩力拉动下，随车辆减震的颠簸而做与主体减震缸1运动方向相反的上、下滑动运动，具有漏电保护作用的电磁屏蔽罩17安装在压合塑形后呈卷状、层叠式介电弹性体11的外围，随介电弹性体11同步进行伸、缩运动。

本发明提供的以介电弹性体为主弹力基质的发电式减震器，所述的活塞式液压缸构件包括活塞式液压缸7、12和同等配套的活塞杆16、14，所述活塞式液压缸和活塞杆的数量根据实际使用需要增设。所述的活塞式液压缸7、12通过液压输出单向止回阀4、8和液压回流单向止回阀9、10，连接中空活塞杆3。所述的活塞式液压缸7、12通过中空活塞杆3接受来自主体减震缸1的液压或通过滑块6输出来自介电弹性体部分回缩时产生的液压。

本发明提供的以介电弹性体为主弹力基质的发电式减震器，巧妙利用介电弹性体所具有的拉伸后自动恢复特性，用以替代传统意义上的减震簧，达到避震和发电的双重目的，可有效地节约能源、延长行车里程。

上述实施例中，对本发明的较佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化。在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种以介电弹性体为主弹力基质的发电式减震器，属于介电弹性体拉伸、屈变、逆向发电和液压传动技术领域。本发明包括：主体减震缸构件、介电弹性体构件和活塞式液压缸构件三部分。所述的主体减震缸构件，在车辆行驶过程中，将上下颠簸的势能转化为液压能，并将液压能输送给活塞式液压缸，活塞式液压缸中的活塞杆伸、缩，主动或被动与介电弹性体交互拉伸，最终产出可用电力。

技术研发人员：庞家骏;刘利忠
受保护的技术使用者：刘利忠
技术研发日：2017.12.18
技术公布日：2018.05.29