[发明专利]基于涂布工艺制造的介电弹性体驱动器及涂布制造方法

说明书

本发明提供了软体机器人技术领域一种基于涂布工艺制造的介电弹性体驱动器及涂布制造方法，包括介电弹性体层、柔性电极，涂布制造方法包括以下步骤：配置液态介电材料；将基底置于涂布工具的涂布区域涂布介电弹性体层，随后依次进行真空脱泡与真空加热直至介电弹性体层完全固化；使用搅拌工具搅拌含有柔性电极材料的溶液，将柔性电极材料抽滤至滤纸上待其干燥；将覆盖于滤纸表面的柔性电极拓印在覆盖有掩膜的介电弹性体层上，随后取下滤纸与掩膜；重复上述步骤直至介电弹性体层的数量满足所需要求；从基底上取下制成的介电弹性体驱动器。本发明具有驱动器变形大、响应速度快、制造流程规范的优点，充分展示了介电弹性体驱动器大规模制造的潜力。

技术领域

本发明涉及软体机器人技术领域，具体地，涉及一种基于涂布工艺制造的介电弹性体驱动器及涂布制造方法。

背景技术

软体机器人技术的发展对于软体驱动器的性能提出了更高的要求，而介电弹性体驱动器由于其变形大、响应速度快等优势成为了极具潜力的电驱动软体驱动器。现有的电驱动软体驱动器种类繁多，但是大多数基于手工制造，缺少规范化的制造流程，现有对于基于涂布工艺制造的介电弹性体驱动器主要集中在研究材料与结构对于介电弹性体驱动器性能的影响，缺少对于普适化的基于涂布工艺制造的介电弹性体驱动器的说明。

经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为CN113199844A，公开了一种各向异性介电弹性体纤维驱动器及其制备方法，通过机械应变诱导方法制备得到厚度减小且具有微结构取向的各向异性介电弹性体薄膜，从而实现驱动器的各向异性，但该方法仅适用于特定的嵌段共聚物热塑性弹性体，限制了其在介电弹性体驱动器制造中的广泛应用。

经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为CN109835451A，公开了一种介电弹性体驱动单元、仿生软体机器鱼及其制作方法，通过在预拉伸的介电弹性体上分段涂布柔性电极，并将其逐步卷在压缩后的弹性件上进行固定，完成介电弹性体驱动单元的制作，但是该方法需要对介电弹性体层进行预拉伸，实际操作过程繁琐。

因此，有必要研发一种基于涂布工艺制造的介电弹性体驱动器，使得制造流程规范化，便于介电弹性体驱动器的大规模制造。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于涂布工艺制造的介电弹性体驱动器及涂布制造方法。

根据本发明提供的一种基于涂布工艺制造的介电弹性体驱动器，包括介电弹性体层、柔性电极，所述介电弹性体层和所述柔性电极分别设有多层，多层所述介电弹性体层与多层所述柔性电极相互交替设置。

一些实施方式中，所述介电弹性体层的材料包括硅胶、丙烯酸，所述介电弹性体层的成分与性能可通过改变液态介电材料的各组分含量进行调节。

一些实施方式中，所述柔性电极的材料包括碳纳米管、PEDOT:PSS、银纳米线，所述柔性电极的成分与性能可通过改变电极材料溶液的各组分含量进行调节。

本发明还提供一种基于涂布工艺制造的介电弹性体驱动器的涂布制造方法，包括以下步骤：

步骤1.配置液态介电材料，所述液态介电材料包括单组分硅胶、多组分硅胶、丙烯酸，搅拌；

步骤2.将基底置于涂布工具的涂布区域，再涂布所述介电弹性体层，取下带有所述介电弹性体层的所述基底首先放置于真空箱中真空脱泡，随后放置于真空加热箱中真空加热至所述介电弹性体层完全固化；

步骤3.使用搅拌工具将含有所述柔性电极材料的溶液充分搅拌，使用抽滤系统抽滤含有所述柔性电极材料的溶液，将所述柔性电极材料抽滤至滤纸上，并等待其干燥；

步骤4.将覆盖于所述滤纸表面的所述柔性电极拓印在覆盖有掩膜的所述介电弹性体层上，随后取下所述滤纸与所述掩膜；

步骤5.重复步骤2至步骤4，直至所述介电弹性体层的数量满足所需要求；