基于应变能模型的电活性弹胶物平面机电驱动特性

利用前期工作由单轴拉伸实验获取并验证的材料常数,进一步研究Mooney-Rivlin、Ogden和Yeoh三种应变能模型在绝缘弹胶物(DE)材料的平面机电响应建模。根据实际试验中的平面双向预拉伸、两面加电场的边界条件,确定机电驱动模型,根据在一系列预拉伸值下进行的系列平面机电驱动试验,研究材料常数的合理性和机电驱动模型的可行性。研究结果表明,4参数、6参数的Ogden模型及Yeoh模型均可反映DE材料的机电响应特性;模型参数合理可行;Mooney-Rivlin模型不适合DE材料的机电驱动。     

基于SMA的仿昆虫蠕动微型车

介绍了一种形状记忆合金驱动的微型轮式蠕动机器人。它采用轮式移动结构，重点分析了刚／弹耦合式SMA驱动器和轮式移动机构的设计。微型机器人采用刚／弹耦合式SMA驱动器仿生蠕动输出力和位移，刚／弹耦合机构显著增大了微型机器人的前进步距，车轮逆向锁定机构控制了运动方向，确保了车轮滚动前进，实现了较高速度的运动。     

一种刚/弹耦合的微型蠕动机器人

研制了一种基于SMA驱动的轮式微型蠕动机器人,不同于传统的采用腿式或蠕动式结构的微小型机器人,它采用特殊的刚/弹耦合结构,显著地增大了其移动步距;车轮自锁机构将SMA驱动器的双向运动转换为机器人的单向运动.在车轮自锁机构作用下,SMA驱动器交替收缩与舒张,就可实现机器人的运动.对SMA驱动器所需加热电流及该机器人的运动性能进行了试验分析.试验证明,在刚/弹耦合结构作用下,机器人的移动速度提高近一倍.     

非线性电活性绝缘弹胶物DE的应变能模型材料常数

应用Mooney-Rivlin、Yeoh和Ogden应变能模型研究DE材料驱动建模。首先根据单轴拉伸实验数据,分析文献中的材料常数和本文DE材料的适合程度,发现文献中的材料常数均不适合本试验中的绝缘弹胶物(DE)材料变形特性;进一步根据试验数据及理论模型回归分析求出适合本试验变形范围内的DE材料的材料常数。结果表明,Mooney-Rivlin模型不能很好地反映非线性特征,Yeoh和4参数及6参数的Ogden模型均能反映DE材料的非线性特征。     

导电聚合物离子凝胶制备与电化学驱动性能研究

基于导电聚合物的电化学驱动器具有低工作电压、制备简单、易操控及低成本的优势，在软体机器人领域具有广阔的应用前景。目前多采用添加具有高电化学活性材料的方法提高其驱动性能，但纯导电聚合物电化学驱动器的驱动应变仍小于1%。通过添加剂调控导电聚合物的微观结构，获得了一种具有高导电性(1500S/cm)、高拉伸率(47%)的导电聚合物离子凝胶，其最大驱动应变达到1.4%,优于已经报道的导电聚合物电化学驱动器。这一结果表明，导电聚合物电极的微观结构对于电化学驱动器驱动性能具有重要作用，为后续研究提供了有益的借鉴。     

基于导电聚苯胺的离子凝胶柔性驱动器研究

基于导电聚合物的柔性电化学驱动器具有驱动电压低，成本低和环境适应性强等特点，在柔性驱动领域具有重要的研究意义。分别以硫酸和植酸作为掺杂剂合成导电聚苯胺，借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪等表征方法，研究了掺杂剂对聚苯胺微观结构的影响。将掺杂态的导电聚苯胺作为添加剂加入到PEDOT∶PSS驱动器电极中，获得了一种具有高拉伸和高导电性(925S/cm)的电极，并且驱动器的最大质量电容可达到1F/g,最大弯曲位移为5.6mm。结果表明：聚苯胺作为添加剂对驱动器的驱动性能有较大的提升作用，为后续的研究提供了有益的借鉴意义。     

新型智能材料:电活性聚合物的研究状况

电活性聚合物(electroactive polymer,EAP)是一种智能材料,具有特殊的电性能和机械性能。本文综述了不同类型电活性聚合物材料的国内外研究现状。按照作用机理的不同,电活性聚合物主要分为两大类:电子型和离子型。电子型EAP材料在直流电场作用下可产生诱导位移,但是需要较高的激励电场(>100V/μm);离子型EAP材料可以在较低电压下(1~2V)产生诱导弯曲位移,但是需要保持一定的湿润度,而且在直流电场激励下很难保持稳定的诱导位移。本文还介绍了电活性聚合物材料的应用领域和发展前景。由于其显著的电致伸缩响应,电活性聚合物被应用于驱动器和传感器,而且在仿生领域具有更广阔的应用。此外,透明度较高的EAP材料可被用于光学设备上。目前,电活性聚合物的应用还处于尝试阶段,但是,其独特的性能决定了这种材料具有不可估量的应用前景。     

一种新型热声制冷机声驱动器的设计与实验研究

为了满足热声制冷机声驱动器对高声强声源的需求,通过简化声驱动器驱动机构的各个零部件结构、连接方式,并考虑零部件的材质性降低驱动器运转时的惯性力,设计了一款强力且性能稳定的微型声驱动器,可应用于小型制冷机的实验研究.通过实验采集了驱动器在基频145 Hz、振幅0.5 mm下热声制冷机谐振腔内的声压、振速值,发现声压值最高...     

微型热声驱动器的实验研究

主要针对热声驱动器的微型化开展研究工作,为微型热声驱动器的设计和优化提出了一些思路和建议.制作了1台微型热声驱动器的实验模型机,着重研究结构与操作参数对系统的声波幅值、谐振频率和起振温度等性能参数的影响情况.结果表明,合理设计微型驱动器的结构,可以使系统在较低的温位下起振,本装置最低起振温度在100℃以下.谐振频率主要受系统的长度影响,而声波振幅则与输入功率及板叠在谐振管中的相对位置相关.     

基于准分子激光微加工的光热微驱动器(英文)

提出了基于光热(PT)微膨胀原理的新型光热微驱动技术.设计了一种能将纵向光热膨胀转化成横向偏转的微驱动器.以AutoCAD设计图为基础,采用KrF准分子激光微加工系统,在单层高密度聚乙烯(HDPE)上加工出长1 500μm、宽250μm、厚40μm的开关式光热微驱动器.从微驱动器的扫描电子显微镜(SEM)图可以看出,微驱动器形状与AutoCAD设计值符合良好.光热微驱动实验采用脉冲频率可调的半导体激光器(4 mW,650 nm)作为驱动源.实验结果表明,在一定的脉冲频率范围(如0～17 Hz)内,光热微驱动器具有良好的静态和动态特性,其横向偏转量最大可达11μm,足以实现微开关功能.这种光热微驱动器可由激光束直接控制,具有原理新颖、结构简洁、体积小、易于加工制作等特点,在微纳米技术领域和微光机电系统(MOEMS)中具有广阔的应用前景.