專(zhuān)利名稱(chēng)：電致動(dòng)夾持器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電致動(dòng)夾持器，尤其涉及一種基于碳納米管的電致動(dòng)夾持器。
背景技術(shù)：
致動(dòng)器的工作原理為將其它能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換經(jīng)常采用的途徑有 三種通過(guò)靜電場(chǎng)轉(zhuǎn)化為靜電力，即靜電驅(qū)動(dòng)；通過(guò)電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為磁力，即磁驅(qū)動(dòng)；利用材 料的熱膨脹或其它熱特性實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，即熱驅(qū)動(dòng)。靜電驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器一般包括兩個(gè)電極及設(shè)置在兩個(gè)電極之間的電致動(dòng)元件，其工 作過(guò)程為在兩個(gè)電極上分別注入電荷，利用電荷間的相互吸引和排斥，通過(guò)控制電荷數(shù)量 和電負(fù)性來(lái)控制電極間電致動(dòng)元件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但是由于靜電力反比于電容板之間距離 的平方，因此一般只有在電極間距很小時(shí)靜電力才比較顯著，該距離的要求使該致動(dòng)器的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。磁驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器一般包括兩個(gè)磁極及設(shè)置在兩個(gè)磁極之間的電致動(dòng) 元件，其工作過(guò)程是通過(guò)磁場(chǎng)的相互吸引和排斥作用使兩磁極之間的電致動(dòng)元件產(chǎn)生相對(duì) 的運(yùn)動(dòng)，但是磁驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)和靜電驅(qū)動(dòng)相同，即由于磁場(chǎng)作用范圍有限，導(dǎo)致電致動(dòng)元件的 上下兩個(gè)表面必須保持較小的距離，該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格且也限制了該致動(dòng)器的應(yīng)用范 圍。而利用熱驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器克服了上述靜電驅(qū)動(dòng)和磁驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的缺點(diǎn)，該致動(dòng)器結(jié) 構(gòu)只要能夠保證獲得一定的熱能就能產(chǎn)生相應(yīng)的形變，另外，相對(duì)于靜電力和磁場(chǎng)力，熱驅(qū) 動(dòng)力較大?，F(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)一種電熱式致動(dòng)器，請(qǐng)參閱“基于熱膨脹效應(yīng)的微電熱式致動(dòng)器 進(jìn)展”，匡一寧等，電子器件，vol 22，pl62(1999)。該電熱式致動(dòng)器采用兩片熱膨脹系數(shù)不 同的金屬結(jié)合成雙層結(jié)構(gòu)作為電致動(dòng)元件，當(dāng)通入電流受熱時(shí)，由于一片金屬的熱膨脹量 大于另一片，雙金屬片將向熱膨脹量小的一方彎曲。然而，由于上述電致動(dòng)材料采用金屬結(jié) 構(gòu)，形變量小，而且雙層金屬材料之間的形變量差異也較小，其柔性較差，導(dǎo)致整個(gè)電熱式 致動(dòng)器熱響應(yīng)速度較慢。另外，兩片金屬片還為了緊密結(jié)合而需要將兩者相互固定的手段。使用上述致動(dòng)器作為夾持臂的現(xiàn)有夾持裝置，不僅存在上述致動(dòng)器本身的問(wèn)題， 而且還存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，使用不方便的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快，并具有柔性的電致動(dòng)夾持器。—種電致動(dòng)夾持器，包括一支撐部，以及至少兩個(gè)間隔設(shè)置的電致動(dòng)夾持臂，所述 至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂通過(guò)所述支撐部固定。其中，每一個(gè)電致動(dòng)夾持臂包括一片狀柔性 高分子基體以及一碳納米管膜結(jié)構(gòu)。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)至少部分包埋于所述柔性高分子 基體一表面，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)為多個(gè)碳納米管通過(guò)范德華力結(jié)合而成，所述至少兩個(gè) 電致動(dòng)夾持臂具有碳納米管膜結(jié)構(gòu)的表面間隔相對(duì)設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的電致動(dòng)夾持器，其電致動(dòng)夾持臂為柔性高分子基體和碳納米管膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成的復(fù)合材料，為一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)，從而使得該電致動(dòng)夾持器具 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，并且還具有較好的柔性。另外，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè)碳納米管， 該多個(gè)碳納米管由范德華力結(jié)合形成一個(gè)整體，該多個(gè)碳納米管相互連接并形成導(dǎo)電網(wǎng) 路，使得該電致動(dòng)夾持臂具有較好的導(dǎo)電性，可以快速加熱該電致動(dòng)夾持臂，使得該電致動(dòng) 夾持臂也相應(yīng)具有較高的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，且熱響應(yīng)速率較快。


圖。

圖。
圖1為本發(fā)明第-圖2為本發(fā)明第-
-實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
-實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的電致動(dòng)夾持臂的立體結(jié)構(gòu)示意
圖3為圖2所示的電致動(dòng)夾持器的電致動(dòng)夾持臂沿III-III線的剖視圖。 圖4為圖2中電致動(dòng)夾持器的電致動(dòng)夾持臂中的碳納米管膜結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意
-實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的電致動(dòng)夾持臂中采用的碳納米
圖5為本發(fā)明第-管拉膜的掃描電鏡照片。圖6為本發(fā)明第-管碾壓膜的掃描電鏡照片。圖7為本發(fā)明第-管絮化膜的掃描電鏡照片。圖8為本發(fā)明第-動(dòng)夾持臂。圖9為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的電致動(dòng)夾持臂中的一種碳納米 管膜結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)中的碳納米管具特殊的排列方向。圖10為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的電致動(dòng)夾持臂中的另一種碳納 米管膜結(jié)構(gòu)示意圖，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第一接電部，和多個(gè)第二接電部。
-實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的電致動(dòng)夾持臂中采用的碳納米
-實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的電致動(dòng)夾持臂中采用的碳納米
-實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器中具有包含有導(dǎo)電增強(qiáng)層的電致

圖12為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖13為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖14為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的電致動(dòng)夾持體的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖15為本發(fā)明第第五實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖16為本發(fā)明第第五實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器的平面爆炸結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。 主要元件符號(hào)說(shuō)明
10，20 12,22,52 100，200，300， 400,500
碳納米管122
第一接電部124
第二接電部126
電致動(dòng)夾持臂 碳納米管膜結(jié)構(gòu) 電致動(dòng)夾持器
5
連接部125
導(dǎo)電增強(qiáng)層128
柔性高分子基體14
支撐部30,70,80
支撐臂31
弟 犧311
Λ-Λ- ~·上山 弟J而312
電致動(dòng)夾持體50
第一側(cè)面54
第二側(cè)面56
導(dǎo)線60
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種電致動(dòng)夾持器，其包括一個(gè)支撐部，以及至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂。 所述至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂間隔相對(duì)設(shè)置，所述電致動(dòng)夾持臂的一端固定于所述支撐部。 該電致動(dòng)夾持器可以通過(guò)電源驅(qū)動(dòng)使所述至少兩個(gè)相對(duì)的電致動(dòng)夾持臂發(fā)生熱膨脹形變 從而可以相向彎曲，從而實(shí)現(xiàn)夾持物品的功能。本發(fā)明的電致動(dòng)夾持器的電致動(dòng)夾持臂為片狀體或板狀體，根據(jù)實(shí)際需求可以做 成長(zhǎng)條型。該電致動(dòng)夾持臂由柔性高分子基體以及復(fù)合在柔性高分子基體表面的碳納米管 膜結(jié)構(gòu)組成，由于碳納米管膜結(jié)構(gòu)具有很多的間隙，碳納米管膜結(jié)構(gòu)可以在所述柔性高分 子基體為液態(tài)時(shí)設(shè)置于柔性高分子基體表面，這樣液態(tài)的柔性高分子材料滲透進(jìn)入碳納米 管膜結(jié)構(gòu)中，從而使得碳納米管膜結(jié)構(gòu)與柔性高分子基體復(fù)合在一起，但碳納米管膜結(jié)構(gòu) 仍然設(shè)置在柔性高分子基體的表面。所述的柔性高分子基體是指該柔性高分子基體比較容 易彎曲，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的雙金屬片結(jié)構(gòu)，柔性高分子基體會(huì)具有更好的彎曲性能和形 變量。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括大量的相互搭接的碳納米管，從而可以形成導(dǎo)電通路。當(dāng) 給該電致動(dòng)夾持臂通電時(shí)，碳納米管膜結(jié)構(gòu)快速產(chǎn)生熱量并將熱量傳導(dǎo)給高分子基體，由 于夾持臂具有碳納米管膜結(jié)構(gòu)的一側(cè)的熱膨脹系數(shù)小于沒(méi)有碳納米管的一側(cè)的熱膨脹系 數(shù)，因此該電致動(dòng)夾持臂向熱膨脹系數(shù)小的一面(即具有碳納米管膜結(jié)構(gòu)的一側(cè))彎曲。 當(dāng)兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂具有碳納米管膜結(jié)構(gòu)的面相對(duì)時(shí)，該兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂將會(huì)相向彎曲 運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)夾持物品的功能。該電致動(dòng)夾持臂具有非常好的柔性，所述柔性是指其一端 被固定時(shí)另一端保持一定的彈性。并且由于該電致動(dòng)夾持臂為高分子和碳納米管等材料構(gòu) 成，因此具有較輕的質(zhì)量。本發(fā)明中的碳納米管膜結(jié)構(gòu)在所述柔性高分子基體的表面形成連續(xù)的導(dǎo)電通路， 使用時(shí)，需要保證對(duì)整個(gè)碳納米管膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行通電，這樣才能夠保證碳納米管膜結(jié)構(gòu)能夠 整體發(fā)熱。碳納米管膜結(jié)構(gòu)與電源連接的方式可以有多種，只要能夠使得整個(gè)碳納米管膜 結(jié)構(gòu)通電發(fā)熱即可，當(dāng)該電致動(dòng)夾持臂通電時(shí)，該電致動(dòng)夾持臂將在其較長(zhǎng)的延伸方向上 彎曲。在具體應(yīng)用中，本發(fā)明中的碳納米管膜結(jié)構(gòu)可設(shè)置在所述柔性高分子基體的整個(gè)表 面并且兩端與電源電連接，優(yōu)選的為長(zhǎng)條形的片材，當(dāng)該電致動(dòng)夾持臂通電時(shí)，該電致動(dòng)夾 持臂將在其較長(zhǎng)的延伸方向上彎曲，也可以根據(jù)實(shí)際需要，將該碳納米管膜結(jié)構(gòu)剪切成各種形狀，如U型，Z型，W型，這里用英文字母表示碳納米管膜結(jié)構(gòu)可以形成各種形狀的導(dǎo)電 通路。使用時(shí)，需要保證對(duì)整個(gè)碳納米管膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行通電，這樣才能夠保證碳納米管膜結(jié)構(gòu) 能夠整體發(fā)熱。當(dāng)然，也可以根據(jù)實(shí)際需要，將該碳納米管膜結(jié)構(gòu)剪切成各種形狀，本發(fā)明 實(shí)施例中就給出了一種U型結(jié)構(gòu)的碳納米管膜結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)可以保證從該電致動(dòng)夾持 臂的一側(cè)通入電流，從而更加方便實(shí)際應(yīng)用。本發(fā)明的電致動(dòng)夾持器，電致動(dòng)夾持臂要達(dá)到夾持目的，其一端必須固定，另一端 相互間隔設(shè)置，因此才可以通過(guò)所述至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂的相向彎曲實(shí)現(xiàn)夾持物體的功 能。所述支撐部主要起到設(shè)置并固定所述至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂的作用，因此，所述至少兩 個(gè)電致動(dòng)夾持臂于支撐部之間的固定方式不限，只要是能夠使得所述至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持 臂的一端固定，并且間隔設(shè)置就可以。所述支撐部可以和所述至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂一體 成型設(shè)置，也可以分開(kāi)形成。比如，所述支撐部可以包括至少兩個(gè)支撐臂，每一個(gè)支撐臂對(duì) 應(yīng)一個(gè)電致動(dòng)夾持臂。該支撐臂主要用于固定所述電致動(dòng)夾持臂的一端。使用時(shí)，可以通 過(guò)移動(dòng)支撐臂移動(dòng)該電致動(dòng)夾持器，用以對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)物。該支撐臂根據(jù)電致動(dòng)夾持臂的數(shù)量 提供相等數(shù)量的相互獨(dú)立的支撐臂或者將一個(gè)支撐臂可以設(shè)置成分叉形狀。比如可以提供 設(shè)置有兩個(gè)分叉的Y字型支撐臂。將兩個(gè)所述電致動(dòng)夾持臂分別設(shè)置于所述支撐臂相互 間隔的一端，并且使所述兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂的形成有碳納米管膜結(jié)構(gòu)的面相對(duì)，當(dāng)給這兩 個(gè)電致動(dòng)夾持臂通電時(shí)，這兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂將相向彎曲，從而可以用于夾持物品。比如可 以提供設(shè)置有多個(gè)分叉的抓手形狀的支撐臂，每一個(gè)支撐臂的一端均設(shè)置一個(gè)電致動(dòng)夾持 臂，該多個(gè)夾持臂相互間隔，形成一手狀的電致動(dòng)夾持器，用于夾持物品。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以在本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的基礎(chǔ)上，組合出來(lái)各種夾持裝置，其基本原理，功能都在本發(fā)明 說(shuō)明書(shū)記載的范圍內(nèi)，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。所述電致動(dòng)夾持器還需要導(dǎo)線若干，用于給所述電致動(dòng)夾持臂通電。給所述電致 動(dòng)夾持臂通電的導(dǎo)電線路可以沿支撐臂外表面設(shè)置，并通過(guò)電致動(dòng)夾持臂固定在支撐部的 一端給電致動(dòng)夾持臂通電。另外，也可以在支撐臂內(nèi)設(shè)置走線通道等，使導(dǎo)電線路從支撐臂 內(nèi)部走線，然后再給所述電致動(dòng)夾持臂固定在支撐部的一端通電。更進(jìn)一步的，還可以將電 致動(dòng)支撐部的支撐臂與電致動(dòng)夾持臂連接的一端設(shè)置卡槽，卡槽內(nèi)設(shè)置電極，將所述電致 動(dòng)夾持臂的一端直接采用卡扣的形式固定在所述卡槽內(nèi)，使得該電致動(dòng)夾持器具有裝卸簡(jiǎn) 單，方便的優(yōu)點(diǎn)，更加有利于實(shí)際應(yīng)用?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要設(shè)置本發(fā) 明的電致動(dòng)夾持臂與支撐部的連接方式，所有連接方式均在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。本發(fā)明提供的電致動(dòng)夾持器，其夾持臂采用了由高分子基體和碳納米管膜結(jié)構(gòu)復(fù) 合形成的電致動(dòng)夾持臂作為基本夾持元件，從而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，尤其兩個(gè)材料復(fù)合 為一整體結(jié)構(gòu)，無(wú)需額外的固定手段。另外，當(dāng)碳納米管膜結(jié)構(gòu)靠近高分子基體的表面，設(shè) 置于柔性高分子基體之中時(shí)，該柔性高分子基體為絕緣材料時(shí)，該電致動(dòng)夾持器還可以在 水中應(yīng)用。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)為由多個(gè)碳納米管由范德華力結(jié)合形成一個(gè)純碳納米管組 成的整體結(jié)構(gòu)，該多個(gè)碳納米管相互連接并形成導(dǎo)電網(wǎng)路，純碳納米管膜結(jié)構(gòu)具有較好的 導(dǎo)電性，可以快速加熱電致動(dòng)夾持臂，從而使其具有較快的響應(yīng)速度。以下將結(jié)合附圖以具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提供的電致動(dòng)夾持器。請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種電致動(dòng)夾持器100，該電致動(dòng)夾持器100 包括一個(gè)支撐部30、兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂10以及若干導(dǎo)線60。所述支撐部30具有兩個(gè)支撐臂31，所述支撐臂31具有一個(gè)第一端311，和一個(gè)第二端312。所述兩個(gè)支撐臂31的第一 端311間隔設(shè)置，所述兩個(gè)支撐臂31的第二端312相互連接，所述兩個(gè)支撐臂的第二端312 可以一體成型或通過(guò)粘結(jié)劑粘結(jié)在一起。所述兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂10分別設(shè)置于所述兩個(gè) 支撐臂31的第一端311，并且間隔相對(duì)設(shè)置。所述導(dǎo)線60固定在所述支撐臂31，并與所述 電致動(dòng)夾持臂10電連接，用于給所述電致動(dòng)夾持臂10通電。所述支撐臂31為條形的棒狀物，由硬質(zhì)材料構(gòu)成，如金屬、塑料、木材或玻璃等。 當(dāng)所述支撐臂31的材料為金屬時(shí)，可以在該支撐臂31的表面形成一層絕緣材料，從而避免 所述電致動(dòng)夾持臂10短路。所述支撐臂31可以為具有一定厚度的長(zhǎng)條形片材，所述電致 動(dòng)夾持臂10可以通過(guò)粘結(jié)劑，或者是膠帶粘附在所述支撐臂31的第一端311，所述兩個(gè)支 撐臂31的第二端312可以通過(guò)粘結(jié)劑粘附在一起，或者通過(guò)螺絲或螺栓固定在一起，還可 以通過(guò)一體成型的方法，獲得兩個(gè)第二端312連接在一起的兩個(gè)支撐臂31，即Y型支撐部 30。所述支撐臂31還可以為空心管狀體，該空心管的中空部分可以設(shè)置導(dǎo)線60，導(dǎo)線60從 所述支撐臂31的第二端312進(jìn)入所述空心管狀體，在所述支撐臂31的第一端311穿出所 述空心管狀體，用于連接到所述電致動(dòng)夾持臂10，并給所述電致動(dòng)夾持臂10通電，從而控 制該電致動(dòng)夾持臂10彎曲。本實(shí)施例中，所述支撐臂31為長(zhǎng)條形的塑料棒，長(zhǎng)度約10厘 米，寬度為1厘米，所述電致動(dòng)夾持臂10通過(guò)膠水粘結(jié)在所述支撐臂的第一端311。請(qǐng)一并參考圖2及圖3，所述電致動(dòng)夾持臂10為片材，其包括一柔性高分子基體 14，以及一碳納米管膜結(jié)構(gòu)12。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12與所述柔性高分子基體14具有不 同的熱膨脹系數(shù)，其中，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12靠近柔性高分子基體14的一表面設(shè)置，至 少部分包埋于所述柔性高分子基體14中，優(yōu)選地，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12完全設(shè)置于柔性 高分子基體14中，并且靠近所述柔性高分子基體的一表面設(shè)置。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12為 多個(gè)碳納米管122通過(guò)范德華力結(jié)合而成。而所述兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂10的具有碳納米管 膜結(jié)構(gòu)12的表面向相間隔設(shè)置。上述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12靠近所述柔性高分子基體14的 表面設(shè)置，指的是該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12沒(méi)有設(shè)置于柔性高分子基體14的中間，也就是說(shuō)碳 納米管膜結(jié)構(gòu)12在柔性高分子基體14中在其厚度方向上并不是對(duì)稱(chēng)的，正是這樣設(shè)置，才 使得該電致動(dòng)夾持臂10在其厚度方向上的熱膨脹系數(shù)不相同，碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的熱膨 脹系數(shù)小于柔性高分子基體14的熱膨脹系數(shù)，從而當(dāng)給碳納米管膜結(jié)構(gòu)12通電發(fā)熱，使柔 性高分子基體14膨脹時(shí)，該電致動(dòng)夾持臂10才會(huì)向具有碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的一面彎曲。 本實(shí)施例中的電致動(dòng)夾持臂10為長(zhǎng)6厘米，寬1厘米，厚度1毫米的長(zhǎng)方體片材，其中碳納 米管膜結(jié)構(gòu)的厚度約為100微米。所述柔性高分子基體14為具有一定厚度的片材，該片材的形狀不限，可以為長(zhǎng)方 形、圓形，或根據(jù)實(shí)際應(yīng)用制成各種形狀。所述柔性高分子基體14為柔性材料構(gòu)成，該柔性 材料為絕緣材料，只要具有柔性并且熱膨脹系數(shù)大于碳納米管膜結(jié)構(gòu)12即可。所述柔性高 分子基體14的材料為硅橡膠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙 烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯腈、聚苯胺、聚吡咯及聚噻吩等中的一種或幾種的組 合。本實(shí)施例中，所述柔性高分子基體14為一硅橡膠薄膜，該硅橡膠薄膜為厚度約為5毫 米厚的一長(zhǎng)方形薄片，長(zhǎng)為6厘米，寬為1厘米。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12平行于所述柔性高分子基體14并鋪設(shè)于柔性高分子基體14 的一表面。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12是由多個(gè)碳納米管122通過(guò)范德華力結(jié)合構(gòu)成，多個(gè)碳納米管122之間存在間隙。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12是在柔性高分子基體14未完全固化呈粘稠 的液態(tài)時(shí)鋪設(shè)于該柔性高分子基體14的表面，因此液態(tài)的柔性高分子基體材料可以滲透 進(jìn)入該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的碳納米管122之間的間隙當(dāng)中，該柔性高分子基體14的材 料與碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的碳納米管122緊密結(jié)合在一起。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12與柔 性高分子基體14接觸的表面部分包埋于所述柔性高分子基體14中，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu) 12也可以完全設(shè)置于所述柔性高分子基體14中，但仍然靠向整個(gè)柔性高分子基體14的一 表面設(shè)置。由于液態(tài)的柔性高分子基體材料可以滲透進(jìn)入該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的碳納 米管122之間的間隙當(dāng)中，從而碳納米管膜結(jié)構(gòu)12可以很好地被固定在該柔性高分子基體 14的表面，與該柔性高分子基體14具有很好的結(jié)合性能，碳納米管膜結(jié)構(gòu)12與柔性高分子 基體14形成一個(gè)具有整體結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。該電致動(dòng)夾持臂10不會(huì)因?yàn)槎啻问褂?，影?碳納米管膜結(jié)構(gòu)12與柔性高分子基體14之間界面的結(jié)合性。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的厚 度遠(yuǎn)小于與柔性高分子基體14的厚度，且該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12靠近該柔性高分子基體14 的一表面設(shè)置，從而使得該電致動(dòng)夾持臂10具有一非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12與 該柔性高分子基體14的厚度比為1 5 1 200，優(yōu)選地該碳納米膜結(jié)構(gòu)12與柔性高分 子基體14的厚度比為1 20 1 25。本發(fā)明中的碳納米管膜結(jié)構(gòu)12可以為各種形狀，優(yōu)選的為長(zhǎng)條形的片材，當(dāng)該給 碳納米管膜結(jié)構(gòu)12通電時(shí)，該電致動(dòng)夾持臂10將在其較長(zhǎng)的延伸方向上彎曲。請(qǐng)參見(jiàn)圖 4，本實(shí)施例中，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12呈U形，即該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12包括一第一接電 部124，一第二接電部126以及一連接部125。所述第一接電部124、第二接電部126以及 連接部125均為長(zhǎng)條形或者為帶狀。所述連接部125連接所述第一接電部124和第二接電 部126，從而形成一彎折延伸的長(zhǎng)條形整體結(jié)構(gòu)。所述第一接電部124和第二接電部126相 互間隔設(shè)置并位于所述連接部125的同一側(cè)，從而形成U形的導(dǎo)電通路。碳納米管膜結(jié)構(gòu) 12中的碳納米管相互結(jié)合形成一個(gè)整體，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12是以一個(gè)整體的形成復(fù)合 于所述柔性高分子基體14的一個(gè)表面，并被柔性高分子基體14包裹其中。當(dāng)所述電致動(dòng) 夾持臂10設(shè)置于所述支撐臂31的第一端311時(shí)，所述連接部125要遠(yuǎn)離所述第一端311。 所述電致動(dòng)夾持臂10中所述第一接電部124以及第二接電部126，遠(yuǎn)離所述連接部125的 一端靠近所述支撐臂31的第一端311。使用時(shí)，可以通過(guò)兩個(gè)導(dǎo)線，分別與所述第一接電 部124以及所述第二接電部126的遠(yuǎn)離所述連接部125的一端電連接，然后與外界電源電 連接，電流通過(guò)所述第一接電部124、連接部125及第二接電部126，從而電能轉(zhuǎn)換成熱能傳 遞至電致動(dòng)夾持臂10內(nèi)，使所述兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂10形成有連接部125的一側(cè)將相向彎 曲，從而可以實(shí)現(xiàn)夾持功能。所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12為將一個(gè)碳納米管膜或多個(gè)碳納米管膜重疊后剪切形 成。例如，可以將多個(gè)碳納米管膜相互層疊設(shè)置后，再將其剪切從而獲得一個(gè)U形片狀結(jié)構(gòu) 的碳納米管膜結(jié)構(gòu)12。該碳納米管膜可以為碳納米管拉膜、碳納米管碾壓膜、碳納米管絮化 膜中的一種或多種的組合。請(qǐng)參閱圖5，所述碳納米管拉膜包括多個(gè)碳納米管，且該多個(gè)碳納米管基本相互平 行且平行于碳納米管拉膜的表面。具體地，該碳納米管膜中的多個(gè)碳納米管通過(guò)范德華力 首尾相連，且所述多個(gè)碳納米管的軸向基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列，也就是說(shuō)碳納米管 首尾相連沿著碳納米管膜延伸的方向定向排列。所述碳納米管拉膜之中的碳納米管之間存在間隙，當(dāng)使用該多個(gè)碳納米管拉膜層疊后剪切制成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)12與柔性高分子 基體14結(jié)合時(shí)，該多個(gè)碳納米管拉膜可以交叉后重疊，從而使得剪切后獲得的碳納米管膜 結(jié)構(gòu)12中的碳納米管交叉排列；另外，還可以使該多個(gè)碳納米管拉膜平行重疊，從而使剪 切后獲得的碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的碳納米管的軸向基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列。該碳 納米管拉膜的厚度為0. 01微米 100微米，其中的碳納米管為單壁碳納米管、雙壁碳納米 管及多壁碳納米管中的一種或幾種。當(dāng)該碳納米管膜中的碳納米管為單壁碳納米管時(shí)，該 單壁碳納米管的直徑為0. 5納米 10納米。當(dāng)該碳納米管膜中的碳納米管為雙壁碳納米 管時(shí)，該雙壁碳納米管的直徑為1. 0納米 20納米。當(dāng)該碳納米管膜中的碳納米管為多壁 碳納米管時(shí)，該多壁碳納米管的直徑為1. 5納米 50納米。所述碳納米管拉膜的面積不限， 可根據(jù)實(shí)際需求制備。請(qǐng)參閱圖6，所述碳納米管碾壓膜包括均勻分布的碳納米管。所述碳納米管無(wú)序排 列，或者沿同一方向或不同方向擇優(yōu)取向排列。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管相互部 分交疊，并通過(guò)范德華力相互吸引，緊密結(jié)合，使得該碳納米管碾壓膜具有很好的柔韌性， 可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。且由于碳納米管碾壓膜中的碳納米管之間通過(guò)范德華 力相互吸引，緊密結(jié)合，使碳納米管碾壓膜為一自支撐的結(jié)構(gòu)。所述碳納米管碾壓膜可通過(guò) 碾壓一碳納米管陣列獲得。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管與形成碳納米管陣列的生長(zhǎng) 基底的表面形成一夾角β，其中，β大于等于0度且小于等于15度β <15° )，該 夾角β與施加在碳納米管陣列上的壓力有關(guān)，壓力越大，該夾角越小，優(yōu)選地，該碳納米管 碾壓膜中的碳納米管平行于該生長(zhǎng)基底排列。該碳納米管碾壓膜為通過(guò)碾壓一碳納米管陣 列獲得，依據(jù)碾壓的方式不同，該碳納米管碾壓膜中的碳納米管具有不同的排列形式。當(dāng)沿 不同方向碾壓時(shí)，碳納米管沿不同方向擇優(yōu)取向排列。當(dāng)沿同一方向碾壓時(shí)，碳納米管沿一 固定方向擇優(yōu)取向排列。另外，當(dāng)碾壓方向?yàn)榇怪痹撎技{米管陣列表面時(shí)，該碳納米管可以 無(wú)序排列。該碳納米管碾壓膜中碳納米管的長(zhǎng)度大于50微米。該碳納米管碾壓膜的面積和厚度不限，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。該碳納米管碾壓膜 的面積與碳納米管陣列的尺寸基本相同。該碳納米管碾壓膜厚度與碳納米管陣列的高度以 及碾壓的壓力有關(guān)，可為1微米 1毫米?？梢岳斫猓技{米管陣列的高度越大而施加的 壓力越小，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度越大；反之，碳納米管陣列的高度越小而施加的 壓力越大，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度越小。所述碳納米管碾壓膜之中的相鄰的碳納 米管之間具有一定間隙，從而在碳納米管碾壓膜中形成多個(gè)孔隙，孔隙的孔徑約小于10微 米。請(qǐng)參閱圖7，所述碳納米管絮化膜包括多個(gè)相互纏繞且均勻分布的碳納米管。碳 納米管的長(zhǎng)度大于10微米，優(yōu)選為200 900微米，從而使所述碳納米管相互纏繞在一起。 所述碳納米管之間通過(guò)范德華力相互吸引、纏繞，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，以形成一自支撐的碳納 米管絮化膜。所述碳納米管絮化膜各向同性。所述碳納米管絮化膜中的碳納米管為均勻分 布，無(wú)規(guī)則排列，形成大量的孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙孔徑約小于10微米。所述碳納米管絮化膜的長(zhǎng) 度和寬度不限。由于在碳納米管絮化膜中，碳納米管相互纏繞，因此該碳納米管絮化膜具有 很好的柔韌性，且為一自支撐結(jié)構(gòu)，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。所述碳納米管絮化 膜的面積及厚度均不限，厚度為1微米 1毫米，優(yōu)選為100微米。請(qǐng)參閱圖4，本實(shí)施例中，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12優(yōu)選為多個(gè)碳納米管拉膜相互層疊后再剪切形成U形結(jié)構(gòu)。該多個(gè)相互層疊的碳納米管拉膜中，碳納米管122的軸向具 有相同的擇優(yōu)取向，即該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的碳納米管122的軸向基本沿通一方向擇優(yōu) 取向排列。當(dāng)剪切多個(gè)相互層疊的碳納米管膜時(shí)，要使得形成的碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的第 一接電部124與第二接電部126沿著碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的碳納米管122的擇優(yōu)取向排 列方向延伸。本實(shí)施例中，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的長(zhǎng)度為6厘米，寬度為1厘米，其中所述 第一接電部124，和第二接電部126均為長(zhǎng)條帶狀，其長(zhǎng)度為5厘米，寬度為0. 4厘米，第一 接電部124和第二接電部126之間的間隙的寬度為0. 2厘米，所述連接部125為邊長(zhǎng)為1 厘米的正方形片材。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12是由10層碳納米管拉膜沿著相同的碳納米管的 排列方向重疊后，用剪刀裁減而成，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的厚度是100微米。并且，該碳納 米管膜結(jié)構(gòu)12中的碳納米管122沿著第一接電部124和第二接電部126延伸的方向首尾 相連，定向排列。所述電致動(dòng)夾持臂10在應(yīng)用時(shí)，將電壓通過(guò)所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的第一接電 部124和第二接電部126施加于該電致動(dòng)夾持臂10，電流可通過(guò)所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中 通過(guò)范德華力相互結(jié)合的碳納米管122所形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。由于碳納米管122的 熱導(dǎo)率很高，當(dāng)給碳納米管膜結(jié)構(gòu)12通電后，碳納米管膜結(jié)構(gòu)12迅速升溫，從而使得所述 電致動(dòng)夾持臂10的溫度快速升高，熱量從所述電致動(dòng)夾持臂10中碳納米管122的周?chē)?速地向整個(gè)電致動(dòng)夾持臂10擴(kuò)散，即碳納米管膜結(jié)構(gòu)12可迅速加熱柔性高分子基體14。 由于熱膨脹量與材料的體積及熱膨脹系數(shù)成正比，且本實(shí)施例的電致動(dòng)夾持臂10由兩層 具有不同熱膨脹系數(shù)的具有碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的一側(cè)和沒(méi)有碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的一側(cè)復(fù) 合而成，而具有碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的一側(cè)熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)小于所述柔性高分子基體14的熱 膨脹系數(shù)，從而使得加熱后的電致動(dòng)夾持臂10將向熱膨脹系數(shù)小的具有碳納米管膜結(jié)構(gòu) 12的面彎曲。由于碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的第一接電部124和第二接電部126間隔設(shè)置于 連接部125的同一側(cè)，當(dāng)該電致動(dòng)夾持臂10的第一接電部124和第二接電部126的一端固 定時(shí)，所述電致動(dòng)夾持臂10具有連接部125的一端向設(shè)有碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的表面的方 向彎曲。由于碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的第一接電部124和第二接電部126設(shè)置于連接部125 的同一側(cè)，從而該電致動(dòng)夾持臂10可以實(shí)現(xiàn)在所述電致動(dòng)夾持臂10的一側(cè)控制另一側(cè)的 彎曲運(yùn)動(dòng)，可以使該電致動(dòng)夾持臂10在實(shí)際應(yīng)用中具有更廣泛的應(yīng)用。此外，由于碳納米 管122具有導(dǎo)電性好、熱容小的特點(diǎn)，所以使該電致動(dòng)夾持臂10的熱響應(yīng)速率快。因此，采 用該電致動(dòng)夾持臂10的電致動(dòng)夾持器100也具有快的響應(yīng)速率?？梢岳斫猓景l(fā)明實(shí)施例中的柔性高分子基體14可以設(shè)置成與所述碳納米管膜 結(jié)構(gòu)12形狀相同的U形片狀材料。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)12平行于所述柔性高分子基體14 并鋪設(shè)于柔性高分子基體14的表面，從而形成一具有U形片狀結(jié)構(gòu)的電致動(dòng)夾持臂10。請(qǐng)參閱圖8，可以理解，為了提高本發(fā)明電致動(dòng)夾持臂10的碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的 連接部125的導(dǎo)電性，可以在碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的連接部125遠(yuǎn)離所述第一接電部124及 第二接電部126的一側(cè)設(shè)置一導(dǎo)電增強(qiáng)層128，該導(dǎo)電增強(qiáng)層128至少部分覆蓋所述連接 部125，導(dǎo)電增強(qiáng)層128增強(qiáng)了所述連接部125的導(dǎo)電能力，降低了連接部125的電阻，從而 進(jìn)一步提高了該電致動(dòng)夾持臂10的熱響應(yīng)速率。該導(dǎo)電增強(qiáng)層可以為金屬材料，如金、鉬、 鈀、銀、銅、鐵、鎳等導(dǎo)電性較好的金屬，可以通過(guò)沉積的方法將一金屬材料沉積在所述連接 部125，形成一定厚度的金屬薄膜。該導(dǎo)電增強(qiáng)層也可以為導(dǎo)電膠，如銀膠，通過(guò)印刷的方法形成。請(qǐng)參閱圖9，本發(fā)明第一實(shí)施例中的電致動(dòng)夾持臂10碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的碳納 米管122首尾相連沿著由第一接電部124到連接部125，再到第二接電部126排列。本實(shí)施 例的電致伸縮材料可以將圖5所示的碳納米管拉膜直接連續(xù)鋪設(shè)在液態(tài)柔性高分子基體 14表面依次形成連續(xù)的第一接電部124，連接部125以及第二接電部126。由于碳納米管拉 膜中的碳納米管具有相同的擇優(yōu)取向排列方向，該碳納米管膜中的多個(gè)碳納米管通過(guò)范德 華力首尾相連，且所述多個(gè)碳納米管的軸向基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列，從而本實(shí)施例 的電致動(dòng)夾持臂10中的碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中的碳納米管122沿著由第一接電部124，連接 部125及第二接電部126的方向首尾相連排列。由于碳納米管122軸向的導(dǎo)電性較強(qiáng)，該 電致動(dòng)夾持臂10由第一接電部124到第二接電部126的電阻較小，從而進(jìn)一步提高了該電 致動(dòng)夾持臂10的熱響應(yīng)速率。請(qǐng)參閱圖10及圖11，本發(fā)明第二實(shí)施例提供一種電致動(dòng)夾持器200，該電致動(dòng)夾 持器200與第一實(shí)施例的電致動(dòng)夾持器100結(jié)構(gòu)基本相同。區(qū)別在于，本實(shí)施例中的電致動(dòng) 夾持器200中的電致動(dòng)夾持臂20的碳納米管膜結(jié)構(gòu)22包括多個(gè)第一接電部124及多個(gè)第 二接電部126，該多個(gè)第一接電部124與該多個(gè)第二接電部126交替間隔設(shè)置于連接部125 的同一側(cè)。使用時(shí)，使所述多個(gè)第一接電部124遠(yuǎn)離所述連接部125的一端通過(guò)導(dǎo)線60連 接電源的正極，使所述多個(gè)第二接電部126遠(yuǎn)離所述連接部125的一端通過(guò)導(dǎo)線60連接電 源的負(fù)極，從而通過(guò)連接部125使得整個(gè)碳納米管膜結(jié)構(gòu)12中形成回路。采用包括多個(gè)第 一接電部124及多個(gè)第二接電部126的碳納米管膜結(jié)構(gòu)12的電致動(dòng)夾持臂10，可以降低該 電致動(dòng)夾持臂10的驅(qū)動(dòng)電壓，有利于實(shí)際應(yīng)用。另外，由于該電致動(dòng)夾持臂20包括多個(gè)第 一接電部124及多個(gè)第二接電部126，其可以具有更大的面積，本實(shí)施例中的電致動(dòng)夾持器 200可以用于夾持長(zhǎng)條形，或柱狀的物體。請(qǐng)參閱圖12，本發(fā)明第三實(shí)施例提供一種電致動(dòng)夾持器300，該電致動(dòng)夾持器300 的結(jié)構(gòu)和第一實(shí)施例中的電致動(dòng)夾持器100結(jié)構(gòu)類(lèi)似。區(qū)別在于，該電致動(dòng)夾持器200的 支撐部70具有多個(gè)支撐臂31，和多個(gè)電致動(dòng)夾持臂10。其中每一個(gè)電致動(dòng)夾持臂10對(duì)應(yīng) 一個(gè)支撐臂31設(shè)置，所述多個(gè)電致動(dòng)夾持臂10間隔設(shè)置，并且電致動(dòng)夾持器10形成有碳 納米管膜結(jié)構(gòu)12的表面向內(nèi)相對(duì)，圍成一個(gè)空間，該空間與被夾持物相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明第三 實(shí)施例提供的電致動(dòng)夾持器300，包括多個(gè)電致動(dòng)夾持臂10，可以具有更寬的應(yīng)用范圍。請(qǐng)參閱圖13，本發(fā)明第四實(shí)施例的電致動(dòng)夾持器400，其結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施例中的 電致動(dòng)夾持器300相類(lèi)似。區(qū)別在于，電致動(dòng)夾持器400的多個(gè)電致動(dòng)夾持臂10為通過(guò)一 體成型的方式形成一個(gè)具有整體結(jié)構(gòu)的一體式電致動(dòng)夾持體50。請(qǐng)參見(jiàn)圖14，該電致動(dòng)夾持體50具有一個(gè)第一側(cè)面54，以及一個(gè)與該第一側(cè)面54 相對(duì)的第二側(cè)面56。所述電致動(dòng)夾持體50為片材，其包括一柔性高分子基體14，以及一 碳納米管膜結(jié)構(gòu)52設(shè)置于該柔性高分子基體14表面。該碳納米管膜結(jié)構(gòu)52是在柔性高分 子基體14未完全固化呈粘稠的液態(tài)時(shí)鋪設(shè)于該柔性高分子基體14的表面，因此液態(tài)的柔 性高分子基體材料可以滲透進(jìn)入該碳納米管膜結(jié)構(gòu)52中的碳納米管122之間的間隙當(dāng)中， 該柔性高分子基體14的材料與碳納米管膜結(jié)構(gòu)52中的碳納米管122緊密結(jié)合在一起。該 碳納米管膜結(jié)構(gòu)52包括偶數(shù)個(gè)第一接電部124，和偶數(shù)個(gè)第二接電部126，第二接電部126 以及連接部125，均為長(zhǎng)條形。所述第一接電部124和所述第二接電部126間隔交替設(shè)置，
12并且每?jī)蓚€(gè)相鄰的第一接電部124和第二接電部126在第一側(cè)面54或第二側(cè)面56通過(guò)連 接部125電連接，形成一個(gè)U形的導(dǎo)電通路。從而整個(gè)碳納米管膜結(jié)構(gòu)52中的多個(gè)第一接 電部124和第二接電部126能夠形成一個(gè)完整的導(dǎo)電通路，使用時(shí)，只要在第二側(cè)面56，使 第一個(gè)第一接電部124和最后一個(gè)第二接電部126連接電源的兩個(gè)電極，就可以給整個(gè)碳 納米管膜結(jié)構(gòu)52通電。每?jī)蓚€(gè)在所述第一側(cè)面54電連接的第一接電部124和第二接電部 126可以定義為一個(gè)電致動(dòng)夾持臂10，相鄰的電致動(dòng)夾持臂10之間除在第二側(cè)面56電連 接的部分具有柔性高分子基體14外，其他的部分無(wú)柔性高分子基體14存在，從而所述一體 式電致動(dòng)夾持體50具有的多個(gè)電致動(dòng)夾持臂10僅僅在第二側(cè)面56相互連接形成一個(gè)整 體結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，共有6個(gè)第一接電部124，和6個(gè)第二接電部126，從而形成6個(gè)電致 動(dòng)夾持臂10，使用時(shí)，使形成有碳納米管膜結(jié)構(gòu)52的表面向內(nèi)，該電致動(dòng)夾持體50卷曲成 圓筒狀，所述電致動(dòng)夾持體50的第二側(cè)面56固定于所述支撐部70，從而使得所述多個(gè)電致 動(dòng)夾持臂10間隔設(shè)置，并且形成有碳納米管膜結(jié)構(gòu)52的表面向內(nèi)，圍成一個(gè)夾持空間。請(qǐng)參見(jiàn)圖15，本發(fā)明第五實(shí)施例的電致動(dòng)夾持器500，其結(jié)構(gòu)與第四實(shí)施例的電 致動(dòng)夾持器400相類(lèi)似，本實(shí)施例中電致動(dòng)夾持器500主要特點(diǎn)是電致動(dòng)夾持體50與支撐 部80整合為一體結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參見(jiàn)圖16，圖16為本發(fā)明第五實(shí)施例的電致動(dòng)夾持器500的平面爆炸結(jié)構(gòu)示 意圖。該電致動(dòng)夾持器500是在一個(gè)整體的高分子基體的基礎(chǔ)上分為兩個(gè)區(qū)域，即第一區(qū) 域和第二區(qū)域，其材料與前述實(shí)施例相同。第一區(qū)域形成多個(gè)電致動(dòng)夾持臂10，而第二區(qū) 域形成支撐部80。第一區(qū)域整體上呈正方形，通過(guò)剪切等方式形成具有多個(gè)電致動(dòng)夾持臂 10的電致動(dòng)夾持體50，然后每一個(gè)電致動(dòng)夾持臂10的基體上與前述實(shí)施例相同的方式設(shè) 置U形碳納米管膜結(jié)構(gòu)。第二區(qū)域呈梯形，其長(zhǎng)邊與第一區(qū)域銜接，短邊遠(yuǎn)離第一區(qū)域方向 設(shè)置。其中，根據(jù)實(shí)際需求可以設(shè)置成第二區(qū)域的厚度大于第一區(qū)域的厚度。將所述第一 區(qū)域和第二區(qū)域一同向設(shè)有碳納米管膜結(jié)構(gòu)52的一面卷曲成圓筒狀時(shí)，第一區(qū)域卷曲成 為筒狀電致動(dòng)夾持體50，第二區(qū)域卷曲成為錐形支撐部80，從而獲得一個(gè)一體成型的電致 動(dòng)夾持器500。兩根導(dǎo)線60分別連接在所述電致動(dòng)夾持體50的一個(gè)第一接電部124，和一 個(gè)第二接電部126的靠近所述第二區(qū)域的一端，需要保證整個(gè)電致動(dòng)夾持體50的碳納米管 膜結(jié)構(gòu)52都能通電。請(qǐng)參見(jiàn)圖15，所述兩根導(dǎo)線60可以通過(guò)支撐部的一端伸出，從而與電 源相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的電致動(dòng)夾持器，其包括至少兩個(gè)間隔設(shè)置的支 撐臂，以及至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂。所述電致動(dòng)夾持臂為柔性高分子基體和碳納米管膜結(jié) 構(gòu)構(gòu)成的復(fù)合材料，具有完整的結(jié)構(gòu)，從而使得該電致動(dòng)夾持器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。另 外，該碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè)碳納米管，該多個(gè)碳納米管由范德華力結(jié)合形成一個(gè)整體， 該多個(gè)碳納米管相互連接并形成導(dǎo)電網(wǎng)路，使得該電致動(dòng)夾持臂具有較好的導(dǎo)電性，可以 快速加熱該電致動(dòng)夾持臂，使得該電致動(dòng)夾持臂也相應(yīng)具有較高的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，且熱響 應(yīng)速率較快。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明 精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電致動(dòng)夾持器，其包括一支撐部，以及至少兩個(gè)間隔設(shè)置的電致動(dòng)夾持臂，所述至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂通過(guò)支撐部固定，其特征在于，每一個(gè)電致動(dòng)夾持臂包括一片狀柔性高分子基體以及一碳納米管膜結(jié)構(gòu)，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)至少部分包埋于所述柔性高分子基體一表面，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)為多個(gè)碳納米管通過(guò)范德華力結(jié)合而成，所述至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂具有碳納米管膜結(jié)構(gòu)的表面間隔相對(duì)設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)為將一個(gè)碳 納米管膜或多個(gè)層疊的碳納米管膜剪切形成。
3.如權(quán)利要求2所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜包括多個(gè)碳納米 管，該碳納米管膜中的多個(gè)碳納米管通過(guò)范德華力首尾相連，所述多個(gè)碳納米管的軸向基 本沿同一方向擇優(yōu)取向排列。
4.如權(quán)利要求3所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括至少一 第一接電部、至少一第二接電部及一個(gè)連接部，所述至少一第一接電部及所述至少一第二 接電部為長(zhǎng)條形，所述至少一第一接電部與至少一第二接電部相互間隔設(shè)置并位于所述連 接部的同一側(cè)，所述至少一連接部連接所述第一接電部和第二接電部而形成長(zhǎng)條狀導(dǎo)電通 路，所述至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂具有碳納米管膜結(jié)構(gòu)的表面相互間隔相對(duì)，所述電致動(dòng)夾 持臂的與所述連接部相對(duì)的一端固定于所述支撐體。
5.如權(quán)利要求4所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述至少一第一接電部與至少一 第二接電部的延伸方向與碳納米管膜結(jié)構(gòu)中的碳納米管的擇優(yōu)取向排列方向相同。
6.如權(quán)利要求4所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述電致動(dòng)夾持臂進(jìn)一步包括一 導(dǎo)電增強(qiáng)層，該導(dǎo)電增強(qiáng)層設(shè)置于所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)的連接部以增強(qiáng)所述連接部的導(dǎo)電 性。
7.如權(quán)利要求6所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，該導(dǎo)電增強(qiáng)層的材料為銀膠。
8.如權(quán)利要求4所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述多個(gè)碳納米管首尾相連沿著 由至少一第一接電部到連接部，再到至少一第二接電部方向排列。
9.如權(quán)利要求2所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜包括均勻分布的 碳納米管，所述碳納米管無(wú)序排列，或沿多個(gè)不同方向擇優(yōu)取向排列。
10.如權(quán)利要求2所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜中的碳納米管之 間通過(guò)范德華力相互吸引、纏繞，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)的該碳納米 管膜結(jié)構(gòu)與該柔性高分子基體的厚度比為1 5 1 200。
12.如權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)中的多個(gè)碳 納米管之間存在間隙，所述柔性高分子基體的部分材料滲透進(jìn)入所述間隙當(dāng)中，使得柔性 高分子基體與碳納米管膜結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合。
13.如權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)全部包埋于 柔性高分子基體中，并靠近所述柔性高分子基體的一表面。
14.如權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述柔性高分子基體的材料為硅 橡膠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚丁 二烯、聚丙烯腈、聚苯胺、聚吡咯及聚噻吩中的一種或幾種的組合。
15.如權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述支撐部包括至少兩個(gè)間隔設(shè)置的支撐臂，以及至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂，每一個(gè)電致動(dòng)夾持臂對(duì)應(yīng)一個(gè)支撐臂，設(shè)置于該 支撐臂的一端，并且所述連接部遠(yuǎn)離所述支撐臂。
16.如權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)在所述柔性 高分子基體的一表面形成連續(xù)的導(dǎo)電通路。
17.如權(quán)利要求16所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)設(shè)置于所 述柔性高分子基體的整個(gè)表面。
18.—種電致動(dòng)夾持器，其包括一支撐部，以及多個(gè)間隔設(shè)置的電致動(dòng)夾持臂，所述多 個(gè)電致動(dòng)夾持臂通過(guò)支撐部固定，其特征在于，所述多個(gè)電致動(dòng)夾持臂一體成型形成一個(gè) 電致動(dòng)夾持體，該電致動(dòng)夾持體具有一個(gè)第一側(cè)面，以及一個(gè)與該第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè) 面，所述第二側(cè)面固定于所述支撐部，該電致動(dòng)夾持體包括一個(gè)柔性高分子基體，其中，所 述碳納米管膜結(jié)構(gòu)至少部分包埋于所述柔性高分子基體一表面，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)為多 個(gè)碳納米管通過(guò)范德華力結(jié)合而成。
19.如權(quán)利要求18所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)包括多個(gè) 第一接電部，多個(gè)第二接電部，以及多個(gè)連接部，所述第一接電部和所述第二接電部間隔交 替設(shè)置，并且每?jī)蓚€(gè)相鄰的第一接電部和第二接電部在第一側(cè)面或第二側(cè)面通過(guò)連接部電 連接，形成一個(gè)連續(xù)的導(dǎo)電通路，一個(gè)第一接電部和一個(gè)相鄰的第二接電部通過(guò)設(shè)置于第 一端的連接部構(gòu)成一個(gè)電致動(dòng)夾持臂。
20.如權(quán)利要求19所述的電致動(dòng)夾持器，其特征在于，所述支撐部與所述電致動(dòng)夾持 體一體成型，形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種電致動(dòng)夾持器，包括一支撐部，至少兩個(gè)間隔設(shè)置的電致動(dòng)夾持臂，所述至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂通過(guò)支撐部固定。其中，每一個(gè)電致動(dòng)夾持臂包括一片狀柔性高分子基體以及一碳納米管膜結(jié)構(gòu)，其中，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)至少部分包埋于所述柔性高分子基體一表面，所述碳納米管膜結(jié)構(gòu)為多個(gè)碳納米管通過(guò)范德華力結(jié)合而成，所述至少兩個(gè)電致動(dòng)夾持臂具有碳納米管膜結(jié)構(gòu)的表面間隔相對(duì)。所述電致動(dòng)夾持器可應(yīng)用于仿生領(lǐng)域，如機(jī)器人的手。
文檔編號(hào)B25B11/00GK101913130SQ201010262569
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者劉長(zhǎng)洪, 范守善, 陳魯倬 申請(qǐng)人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司