近年来,“三明治”结构的介电弹性体由于其电致动性能以及机电转换性能,大量研究团队对其在可穿戴技术、人体仿生辅助助力设备等方向的应用进行了研究。介电弹性体薄膜的介电层和电极层的材料性能、各层厚度以及层叠结构等是影响其机电性能的主要因素。介电弹性体的机电性能是制约其应用领域深度和广度的主要障碍。本文在基于人体膝关节运动为动力源,带动发电薄膜产生伸缩变形这一思想,设计适应于人体行走膝关节运动空间的多层介电弹性体发电薄膜,并对其制备方法和成型装备进行了研究。设计了用于制备多层介电弹性体发电薄膜的成型装备,并进行了加工、组装、调试和实验研究。具体研究内容如下:1、基于三明治式介电弹性体发电原理,对多层介电弹性体发电薄膜的发电原理进行研究;在此基础上针对膝关节结构及人体行动过程,在符合人体行走动力学基础上,设计了以人体行走为动力源可实现机电转换的多层介电弹性体发电薄膜结构;2、在分析研究多层介电弹性体发电薄膜的层叠结构以及电极层、介电层材料性能的基础上,对多层介电弹性体发电薄膜的成型工艺进行研究,构建了多层介电弹性体发电薄膜共挤成型装备平台,设计了多层介电弹性体发电薄膜共挤成型模具,通过ANSYS软件的Fluent模块,进行了共挤复合过程的模拟仿真,得到流体的流动速度分布,模具内的压力分布等云图,基于模拟分析优化了模具流道几何参数;3、设计并制造了十三层共挤复合模具及其全套成型装备。基于各层厚度和机头的压力分布,设计了基于伺服缸驱动的进料系统;基于多层介电弹性体发电薄膜的成型特性,设计了具有自润滑功能的链板结构的牵引导正机构以及薄膜收卷机构;4、采用自行设计制造的多层介电弹性体发电薄膜共挤成型装备,进行了多层介电弹性体发电薄膜的实验研究,对共挤成型得到的薄膜进行热压固化,最后得到多层介电弹性体发电薄膜成品。对成品的介电层、电极层的各层分布以及厚度均匀性进行了分析,结合共挤设备成型工艺,提出对进料系统、共挤模具局部改进方法,以利于制备出质量更好的多层介电弹性体发电薄膜。