[实用新型]一种基于介电弹性体的六自由度全柔顺运动平台

说明书

本实用新型公开了一种基于介电弹性体的六自由度全柔顺运动平台，包括四个相同结构的独立模块、同时连接四个独立模块的十字形中央横杆平台，所述独立模块包括固定支座、上框，预拉伸地夹紧固定在固定支座和上框之间的介电弹性体薄膜，所述介电弹性体薄膜正反两面通过“十字形”分割线分成四个面积相等的子区域，所述的四个子区域中涂覆有彼此隔离的导电涂层，所述介电弹性体薄膜正反两面的中部对称地粘合有十字架，所述十字形中央横杆平台的各端分别与对应的十字架中心固定连接。本实用新型通过转换不同区域的通放电即可实现六自由度的运动，有效降低了制造成本和维护成本、提高了能量转换效率，结构简单、质量轻、体积小、柔顺性和适应性好。

技术领域

本实用新型涉及柔顺运动平台，尤其涉及一种基于介电弹性体的六自由度全柔顺运动平台，该平台可以实现低成本、轻质量以及高效率的定位。

背景技术

目前，在工业中广泛使用的运动平台由金属材料制成的机械结构构成，这些运动平台往往结构比较复杂、价格昂贵、体积大、质量重、能量转换效率低。此外，刚性的运动平台的驱动和结构是分离的，控制复杂且维护和制造成本较高。刚性运动平台内部结构之间相对固定的形式限制了其在某些环境中的运动且其本身不存在较好的适应能力。随着科学技术发展对新的驱动方式以及结构方式的更高要求，此传统类型的刚性运动平台无法满足未来运动平台对质量轻、结构简单、价格便宜以及能量转换效率高的要求。

近几十年慢慢出现并逐渐增加的对更高效能能量转换效率的需求吸引了大量的研究人员开发具有高效率以及更具有适应性的材料。介电弹性体作为一种智能驱动材料能够实现较高的能量转换效率以及可以实现机电系统的小型化并具有较高的柔顺性引起了较为外界较为广泛的关注，作为一种智能材料，介电弹性体可以在电场的驱动下实现电致伸缩，其潜在的结构简单、成本低廉、能量密度高等特点使得其在驱动领域有着巨大的应用价值。

本次实用新型针对传统运动平台的不足进行了改进和创新，提出了一种基于介电弹性体的六自由度全柔顺运动平台，在保证可以实现六自由度运动功能的情况下，有效的降低了制造成本和维护成本、提高了能量转换效率，且具有整体构型简单、质量轻体积小等特点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有的六自由度运动平台的一些不足而提供的一种新型的结构简单且能量转换效率高的全柔顺的运动平台，可以保证其低成本且高效地工作。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于介电弹性体的六自由度全柔顺运动平台，包括合围成空心立方体由四个相同结构的独立模块、位于所述空心立方体内且同时连接四个独立模块的十字形中央横杆平台，所述的独立模块包括中部设有几何形镂空部的固定支座、具有对应几何形镂空部的上框，通过边缘预拉伸地夹紧固定在固定支座和上框之间的介电弹性体薄膜，所述介电弹性体薄膜正反两面通过“十字形”分割线分成四个面积相等的子区域，所述的四个子区域中涂覆有彼此隔离的导电涂层，所述导电涂层均通过对应的导线引出进行通电，所述介电弹性体薄膜正反两面的中部对称地粘合有十字架，所述的十字形中央横杆平台的各端分别与对应的十字架中心固定连接。

本方案通过不同区域电极的通放电，使原来预拉伸的介电弹性体内部的应力释放可以使得十字架进行前后左右四个方向方向的运动，同时，通过4个独立模块之间不同的导电涂层的放电，可以实现各个轴方向的移动和旋转。

进一步地，所述的十字形中央横杆平台包括矩形的末端执行平台、呈十字形相交的两根硬质横杆，所述末端执行平台固定在两根硬质横杆的相交处，两根硬质横杆的各端与对应的十字架中心固定连接。

进一步地，所述的固定支座和上框的材料均为有机玻璃或玻璃钢。

进一步地，所述的固定支座的正面和底端均设置有螺栓孔且正面的形状与所述上框的形状相匹配。

进一步地，所述几何形镂空部的形状为正方形或圆形。