本發(fā)明涉及一種介電彈性體發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
介電彈性體是一種新型的功能性材料，因能量密度高(比傳統(tǒng)壓電材料高出兩個(gè)數(shù)量級(jí))，質(zhì)量輕，變形大，價(jià)格低以及機(jī)電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，使得其在發(fā)電領(lǐng)域越來(lái)越受重視。從原理上介電彈性體發(fā)電機(jī)是一種具有“三明治”式三層結(jié)構(gòu)的可變電容器，上下兩層是柔性電極，中間是介電彈性體。在偏置電壓下，通過(guò)拉伸、收縮介電彈性體即可將施加的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。而充氣式介電彈性體是近幾年新提出的結(jié)構(gòu)：利用介電彈性體薄膜制作成一個(gè)容腔，對(duì)其進(jìn)行充氣時(shí)，介電彈性體薄膜鼓起，表面積增大，厚度變薄，發(fā)電機(jī)的電容增大。在充放氣過(guò)程中，偏置電壓下的介電彈性體發(fā)電機(jī)電容發(fā)生變化，從而基于可變電容原理進(jìn)行發(fā)電。充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)能在非常寬的頻率范圍高效工作，未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明涉及充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)，其發(fā)電過(guò)程：伺服電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪箱帶動(dòng)伺服缸推桿向前運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與其連接的氣缸活塞向后運(yùn)動(dòng)，將缸體內(nèi)部氣體通過(guò)氣管導(dǎo)入充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔內(nèi)，使其充氣鼓起，產(chǎn)生其形變；而伺服電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪箱帶動(dòng)伺服缸推桿向后運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與其連接的氣缸活塞向前運(yùn)動(dòng)，將充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔內(nèi)氣體通過(guò)氣管抽入缸體內(nèi)部，使充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔收縮，恢復(fù)至原始狀態(tài)。通過(guò)控制伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔的鼓起與收縮，從而使介電彈性體發(fā)電機(jī)電容產(chǎn)生變化，進(jìn)行發(fā)電。
其特征在于：為提升發(fā)電機(jī)發(fā)電效果，進(jìn)行預(yù)拉伸處理使介電彈性體薄膜的厚度控制在0.5毫米以下，且封裝時(shí)必須使用密封墊圈，從而保證充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔的氣密性。
其特征在于：容腔兩側(cè)各布置介電彈性體發(fā)電機(jī)，在充放氣過(guò)程中使其同時(shí)工作，從而提高整體效率。
該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、易維護(hù)和成本低等優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，本發(fā)明的發(fā)電機(jī)包括工作臺(tái)1、氣缸后支架2、氣缸后蓋板3、出氣嘴4、氣管5、氣缸缸體6、氣缸前蓋板7、氣缸前支架8、氣缸活塞桿9、銷10、伺服缸推桿11、伺服缸缸體12、伺服電機(jī)13、齒輪箱14、伺服缸前支架15、伺服缸后支架16、伺服缸蓋板17、腔體18、基座19、帶密封墊圈的介電彈性體薄膜20、進(jìn)氣嘴21、容腔蓋板22和若干螺絲、螺母。氣缸(氣缸后蓋板3、氣缸缸體6、氣缸前蓋板7、氣缸活塞桿9)通過(guò)氣缸前支架8、氣缸后支架2水平放置固定在工作臺(tái)1上，伺服缸(伺服缸推桿11、伺服缸缸體12、伺服電機(jī)13、齒輪箱14、伺服缸蓋板17)通過(guò)伺服缸前支架15、伺服缸后支架16水平放置固定在工作臺(tái)1上，氣缸活塞桿9和伺服缸推桿11用銷10連接，保證其中心在一條直線上，而且氣缸和伺服缸量程相同，初始狀態(tài)為各自的一半量程，充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔(腔體18、帶密封墊圈的介電彈性體薄膜20、進(jìn)氣嘴21、容腔蓋板22)通過(guò)基座19固定在工作臺(tái)1上，氣缸內(nèi)的氣體經(jīng)由與出氣嘴4和進(jìn)氣嘴21連接的氣管5進(jìn)入充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔，形成一條密閉的氣路通道，從而進(jìn)行發(fā)電。
伺服電機(jī)13正向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪箱14帶動(dòng)伺服缸推桿11向前運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與其連接的氣缸活塞9向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，將缸體6內(nèi)部氣體通過(guò)氣管5通入介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔內(nèi)，使帶密封墊圈的介電彈性體薄膜20因充氣鼓起，產(chǎn)生其形變；而伺服電機(jī)13反向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪箱14帶動(dòng)伺服缸推桿11向后運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與其連接的氣缸活塞9向外運(yùn)動(dòng)，將充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔內(nèi)氣體通過(guò)氣管5抽入缸體6內(nèi)部，使充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔收縮，恢復(fù)帶密封墊圈的介電彈性體薄膜20原始狀態(tài)。通過(guò)控制伺服電機(jī)13的正反轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)充氣式介電彈性體發(fā)電機(jī)容腔的薄膜20鼓起與收縮，進(jìn)而改變介電彈性體發(fā)電機(jī)的電容，進(jìn)行發(fā)電。