一种介电弹性体圆形径向拉伸装置

本发明涉及介电弹性体加工工艺及驱动，特别是涉及一种介电弹性体圆形径向拉伸装置。

背景技术：

1、介电弹性体作为一种新型智能材料，能够在电场作用下发生显著的形变，展现出优异的电致动性能，被广泛应用于软体机器人、人工肌肉、传感器及能量收集器等领域。然而，介电弹性体在未预拉伸状态下工作时，其驱动输出力及能量转换效率较低，且容易发生电击穿等失稳行为现象。预拉伸处理是提高其性能的关键步骤之一，能够显著提升介电弹性体的机电耦合系数和降低驱动电压，从而增强驱动性能表现。现有技术中的预拉伸装置主要针对线性单轴或者双轴拉伸，并且结构复杂、操作不便，难以实现对介电弹性体圆形样品精确均匀的径向拉伸，限制了介电弹性体性能的充分发挥。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供了一种介电弹性体圆形径向拉伸装置。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种介电弹性体圆形径向拉伸装置，包括支撑基座、旋转平台、联动拉伸杆和样品夹持部件，所述支撑基座中部为贯穿上下表面的圆形中空结构，圆形中空部分外侧的支撑基座上表面设置有环形的旋转平台，旋转平台上表面设置有联动拉伸杆，联动拉伸杆沿旋转平台周向均匀间隔设置，所有联动拉伸杆的形状尺寸一致，每组联动拉伸杆的固定端通过销轴与旋转平台铰接，活动端悬空于圆形中空部分的中心上方，联动拉伸杆的活动端用于通过样品夹持部件对介电弹性体进行夹持固定；

4、进一步的，所述样品夹持部件内设置有力学传感器，所述力学传感器用于检测介电弹性体的拉伸力，并将检测结果反馈到控制系统，控制系统用于按照预设拉伸程度要求控制旋转平台进行转动，并根据反馈结果对实时拉伸程度进行调整。

5、进一步的，所述旋转平台上表面设置有手柄，通过转动手柄能带动旋转平台转动。

6、进一步的，所述锁紧轴销被锁紧后能使得联动拉伸杆与支撑基座相对固定。

7、进一步的，所述联动拉伸杆为弧形，且圆心角为35°～75°。

8、进一步的，所述联动拉伸杆的数量为六个以上。

9、进一步的，设联动拉伸杆的固定端处轴销孔到靠近的滑槽一端的杆长为l1，该处滑槽端到联动拉伸杆的活动端处样品夹持部件的杆长为l2，的范围0.15～0.45。

10、本发明主要适用于介电弹性体拉伸，但是不仅局限于介电弹性体拉伸，也可适用于其他软材料的拉伸。

11、本发明的有益效果为：

12、本发明设计通过支撑基座、旋转平台和联动拉伸杆的巧妙组合，通过精心设计的杆长比例和弧形角度，确保所有拉伸杆在旋转拉伸过程中对介电弹性体施加的力保持均衡，进而可达到介电弹性体的圆形径向均匀拉伸的效果。旋转平台手动模式下，一个人操作也可现实圆形径向均匀拉伸的效果。

13、样品夹持部件中内置的力学传感器为可选零件。样品夹持部件中内置的力学传感器将提供拉伸过程中的实时监控和数据采集功能，可根据实时采集到的力学传感器数据实时对每个夹具的夹持及拉伸状态进行调整，确保介电弹性体样品体处于径向均匀拉伸状态。

14、本发明由支撑基座、旋转平台、联动拉伸杆和样品夹持部件四个模块组成，整体实现了模块化组装，模块之间可采用螺栓连接，十分方便快速装拆和零件替换。

15、本发明通过设计精巧的多杆联动旋转拉伸机制，提供了一种结构简单、操作便捷且能有效实现圆形介电弹性体薄膜均匀径向拉伸的装置，以提高介电弹性体的预拉伸效果及后续应用性能，对介电弹性体的研究与应用具有重要意义。

16、下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

技术特征：

1.一种介电弹性体圆形径向拉伸装置，其特征在于，包括支撑基座、旋转平台、联动拉伸杆和样品夹持部件，所述支撑基座中部为贯穿上下表面的圆形中空结构，圆形中空部分外侧的支撑基座上表面设置有环形的旋转平台，旋转平台上表面设置有联动拉伸杆，联动拉伸杆沿旋转平台周向均匀间隔设置，所有联动拉伸杆的形状尺寸一致，每组联动拉伸杆的固定端通过销轴与旋转平台铰接，活动端悬空于圆形中空部分的中心上方，联动拉伸杆的活动端用于通过样品夹持部件对介电弹性体进行夹持固定；

2.根据权利要求1所述的介电弹性体圆形径向拉伸装置，其特征在于，所述样品夹持部件内设置有力学传感器，所述力学传感器用于检测介电弹性体的拉伸力，并将检测结果反馈到控制系统，控制系统用于按照预设拉伸程度要求控制旋转平台进行转动，并根据反馈结果对实时拉伸程度进行调整。

3.根据权利要求1所述的介电弹性体圆形径向拉伸装置，其特征在于，所述旋转平台上表面设置有手柄，通过转动手柄能带动旋转平台转动。

4.根据权利要求1所述的介电弹性体圆形径向拉伸装置，其特征在于，所述锁紧轴销被锁紧后能使得联动拉伸杆与支撑基座相对固定。

5.根据权利要求1所述的介电弹性体圆形径向拉伸装置，其特征在于，所述联动拉伸杆为弧形，且圆心角为35°～75°。

6.根据权利要求1所述的介电弹性体圆形径向拉伸装置，其特征在于，所述联动拉伸杆的数量为六个以上。

7.根据权利要求1所述的介电弹性体圆形径向拉伸装置，其特征在于，设联动拉伸杆的固定端处轴销孔到靠近的滑槽一端的杆长为l1，该处滑槽端到联动拉伸杆的活动端处样品夹持部件的杆长为l2，的范围0.15～0.45。

技术总结本发明涉及一种介电弹性体圆形径向拉伸装置，本发明由支撑基座、旋转平台、联动拉伸杆和样品夹持部件四个模块组成，整体实现了模块化组装，模块之间可采用螺栓连接，十分方便快速装拆和零件替换。样品夹持部件中内置的力学传感器为可选零件。样品夹持部件中内置的力学传感器将提供拉伸过程中的实时监控和数据采集功能，可根据实时采集到的力学传感器数据实时对每个夹具的夹持及拉伸状态进行调整，确保介电弹性体样品体处于径向均匀拉伸状态。本发明通过设计精巧的多杆联动旋转拉伸机制，提供了一种结构简单、操作便捷且能有效实现圆形介电弹性体薄膜均匀径向拉伸的装置，提高了介电弹性体的预拉伸效果及后续应用性能。技术研发人员：帅长庚,王亲亲,杨雪,吴伟彬,王骏腾,张行颖受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2