介電彈性體（DE-Dielectric Elastomer）具有大變形、高比能量密度、高轉(zhuǎn)換效率等特點(diǎn),特別適合應(yīng)用在可再生能源發(fā)電等領(lǐng)域,用來(lái)構(gòu)造形式多樣、成本低廉的介電彈性體發(fā)電機(jī)（DEG-Dielectric Elastomer Generator）。本文對(duì)一種新型結(jié)構(gòu)的DEG進(jìn)行了研究,即DE卷形發(fā)電機(jī)。其主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論概括如下:（1）DE卷形發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、特征以及發(fā)電性能影響因素研究。通過(guò)借鑒DE卷形驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一種DE卷形發(fā)電機(jī)樣機(jī),使用推桿電機(jī)提供外力拉伸進(jìn)行試驗(yàn)研究。研究了影響其發(fā)電性能的因素,包括:電極材料、電極的涂覆面積、預(yù)拉伸、彈簧系數(shù)、固定塊尺寸。該DE卷形發(fā)電機(jī)的特征有兩點(diǎn):一是使用了一種新型的拉伸方式-純剪切方式;二是通過(guò)自身結(jié)構(gòu)中的彈簧實(shí)現(xiàn)DE膜的預(yù)拉伸。（2）在對(duì)DE卷形發(fā)電機(jī)發(fā)電性能影響因素研究的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對(duì)其中的關(guān)鍵因素-電極材料進(jìn)行了深入研究。首先對(duì)導(dǎo)電膏、碳粉電極、導(dǎo)電橡膠、碳納米管、水凝膠以及石墨烯等柔性電極材料進(jìn)行了性能對(duì)比測(cè)試,之后對(duì)柔性電極材料的涂覆方式及涂覆標(biāo)準(zhǔn),包括:預(yù)拉伸率、涂覆面積等進(jìn)行了研究,獲得了適合DE卷形發(fā)電... 

【文章來(lái)源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１錐型驅(qū)動(dòng)器??

?Ｗ?１，?＾？？ｌ??圖１．２圓柱形驅(qū)動(dòng)器??ＡｎｍＲａｊａｍａｎｉＭ等人對(duì)卷筒式的ＤＥＡ進(jìn)行了制作、分析和試驗(yàn)，并制作了??多層卷筒ＤＥＡ，如圖１．３所示，為卷筒式ＤＥＡ的制作裝置。其ＤＥＡ最大應(yīng)變??可以達(dá)到１２％、應(yīng)變次數(shù)可達(dá)３４８０次。??＇．．???—Ｊ????．．??＃／ｄＭｉ??■■■■ｕｉｔｔｉ?拉?＿害??圖１．３?ＤＥＡ制備裝置??Ｇｉａｃｏｍｏ?Ｍｏｒｅｔｔｉ［３５］等人制作了一種ＤＥ平行四邊形發(fā)電機(jī)，并建立了該機(jī)構(gòu)??的發(fā)電模型，如圖１．４所示。其機(jī)構(gòu)發(fā)電性能如圖１．５所示，圖⑷是激活電壓為??１００Ｖ時(shí)的電壓隨時(shí)間的變化曲線，圖（ｂ）是激活電壓為６１７Ｖ時(shí)，電壓隨時(shí)間的??變化曲線。從圖中可以看出該機(jī)構(gòu)的輸出電壓在激活電壓為１００Ｖ時(shí)最高為？??７５０Ｖ，激活電壓為６１７Ｖ時(shí)最高為４０１０．５Ｖ。并指出該裝置更適用于一些需要擺??動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。??３??

圖１．２圓柱形驅(qū)動(dòng)器??ＡｎｍＲａｊａｍａｎｉＭ等人對(duì)卷筒式的ＤＥＡ進(jìn)行了制作、分析和試驗(yàn)，并制作了??多層卷筒ＤＥＡ，如圖１．３所示，為卷筒式ＤＥＡ的制作裝置。其ＤＥＡ最大應(yīng)變??可以達(dá)到１２％、應(yīng)變次數(shù)可達(dá)３４８０次。??＇．．???—Ｊ????．．??＃／ｄＭｉ??■■■■ｕｉｔｔｉ?拉?＿害??圖１．３?ＤＥＡ制備裝置??Ｇｉａｃｏｍｏ?Ｍｏｒｅｔｔｉ［３５］等人制作了一種ＤＥ平行四邊形發(fā)電機(jī)，并建立了該機(jī)構(gòu)??的發(fā)電模型，如圖１．４所示。其機(jī)構(gòu)發(fā)電性能如圖１．５所示，圖⑷是激活電壓為??１００Ｖ時(shí)的電壓隨時(shí)間的變化曲線，圖（ｂ）是激活電壓為６１７Ｖ時(shí)，電壓隨時(shí)間的??變化曲線。從圖中可以看出該機(jī)構(gòu)的輸出電壓在激活電壓為１００Ｖ時(shí)最高為？??７５０Ｖ，激活電壓為６１７Ｖ時(shí)最高為４０１０．５Ｖ。并指出該裝置更適用于一些需要擺??動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。??３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]基于電活性聚合物薄膜柔性器件的觸覺(jué)傳感特性[J]. 張冬至,童俊,劉哲,夏伯鍇.  光學(xué)精密工程. 2014(08)
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[9]超彈性膜的等軸拉伸試驗(yàn)方法及仿真[J]. 羅華安,王化明,游有鵬.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)
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碩士論文
[1]介電彈性體發(fā)電機(jī)機(jī)電轉(zhuǎn)換效率研究[D]. 金麗麗.蘭州交通大學(xué) 2016



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