[发明专利]一种柔性自供电电制动器的制备方法

权利要求书

1.一种柔性自供电电制动器的制备方法，其特征在于：所述自供电电制动器包括高压电源、电制动器；所述高压电源包括能把外部摩擦力转换为电势差的纳米发电机；所述电制动器包括位于柔性电极之间的介电弹性体薄膜；当所述高压电源以纳米发电机向电制动器的柔性电极输出高电压时，所述介电弹性体薄膜在柔性电极产生的电场中形变，形成具备制动效果的结构，当柔性电极停止产生电场时，介电弹性体薄膜复位。

2.根据权利要求1所述的一种柔性自供电电制动器的制备方法，其特征在于：所述纳米发电机包括柔性衬底（105）、下摩擦层（101）、支撑层（104）、上摩擦层（102）、上电极（103），纳米发电机的制备方法为：

步骤A1、在柔性衬底上以溅射、蒸发或转印工艺制备电极结构，形成下摩擦层，具备下摩擦层的柔性衬底成型为第一薄膜，下摩擦层为纳米发电机的下电极；

步骤A2、在上摩擦层上以溅射、蒸发或转印工艺制备电极结构，形成纳米电机的上电极，具备上电极的上摩擦层成型为第二薄膜；

步骤A3、把第一薄膜、第二薄膜以支撑层连接，并确保纳米发电机的上电极受压时，第二薄膜能与下摩擦层接触并可产生摩擦。

3.根据权利要求2所述的一种柔性自供电电制动器的制备方法，其特征在于：所述纳米发电机的下电极、上电极的材料包括但不限于石墨烯、碳纳米管、金、银、铝、铂、铜、镍中的一种或多种；

所述纳米发电机的上摩擦层的材料可以为聚甲基硅树脂、氨基硅树脂和氟硅树脂其中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的一种柔性自供电电制动器的制备方法，其特征在于：所述纳米发电机的支撑层在连接第一薄膜、第二薄膜时，使第一薄膜、第二薄膜之间存在空隙，所述支撑层为以绝缘材料形成的弹性结构；所述弹性结构可选用弹簧结构。

5.根据权利要求2所述的一种柔性自供电电制动器的制备方法，其特征在于：所述纳米发电机的数量为一个或多个，当纳米发电机的数量为多个时，多个纳米发电机以并联方式连接。

6.根据权利要求2所述的一种柔性自供电电制动器的制备方法，其特征在于：所述纳米发电机的输出电压在100伏-10000伏之间，其厚度在1mm-20mm之间。

7.根据权利要求2所述的一种柔性自供电电制动器的制备方法，其特征在于：所述电制动器制备方法为：

步骤B1、对介电弹性体薄膜施力使之拉伸，当介电弹性体薄膜被预拉伸至合适大小时，在预拉伸的介电弹性体薄膜的上表面、下表面处，以溅射、蒸发或转印工艺制备电极结构；

步骤B2、消除对介电弹性体薄膜的施力，使介电弹性体薄膜收缩复位，此时介电弹性体薄膜的上表面电极结构、下表面电极结构因介电弹性体薄膜收缩而形成褶皱结构；

步骤B3、以导线把纳米发电机输出电压的电极与介电弹性体薄膜的上表面电极结构、下表面电极结构相连，并把导线、介电弹性体薄膜封装在可延展柔性绝缘层内。

8.根据权利要求6所述的一种柔性自供电电制动器的制备方法，其特征在于：所述介电弹性体薄膜的厚度范围为0.01mm-1mm之间；

所述介电弹性体薄膜的材料包括但不限于硅橡胶、聚亚安酯、热塑性塑料或丙烯酸其中的一种或几种；

所述介电弹性体薄膜的上表面电极结构、下表面电极结构的材料可以为石墨烯、碳纳米管、金、银、铝、铂、铜或镍中的一种或几种；

所述可延展柔性绝缘层的材料可以是聚二甲基硅氧烷、脂肪族或芳香族无规共聚聚酯或聚丙烯酸酯胶带中的一种或几种。

9.根据权利要求6所述的一种柔性自供电电制动器的制备方法，其特征在于：所述介电弹性体薄膜的上表面电极结构、下表面电极结构具备可延展性；所述可延展性可防止上表面电极结构、下表面电极结构在介电弹性体薄膜形变时断裂；当介电弹性体薄膜未形变时，上表面电极结构、下表面电极结构表面形状包括褶皱、U型、曲折形或网状。

10.根据权利要求2所述的一种柔性自供电电制动器的制备方法，其特征在于：当外力按压上电极（103）时使第二薄膜向下运动，和下摩擦层（101）接触产生摩擦，形成摩擦电荷；随后在外力撤去的过程中，会在上电极和下摩擦层之间产生电势差，该电势差会逐渐增大，由于导线的连接，在介电弹性体薄膜（203）的上表面电极结构（202）、下表面电极结构（201）之间也会存在高电势差，该电势差会作用于介电弹性体薄膜使之产生形变，形成具备制动效果的结构；当摩擦电荷消失后，介电弹性体薄膜恢复原状。