电活性聚合物材料研究进展
电活性聚合物可用于仿生机器人的多功能(组合驱动、结构和传感)类肌肉执行器、微机电系统(MEMS)、智能皮肤、触觉显示等。目前该材料应用技术问题包括耐用性、工作电压和功率要求,以及尺寸、成本等。因此,如果要将该材料集成到产品和智能材料系统中,则还需要进一步开发。文中综述电活性聚合物的驱动原理,介绍了现有相关的驱动器技术及与该材料相关的一些发展,总结了近年来电活性聚合物相关实验研究并提出未来发展中可能存在的问题,该材料独特的性能充分展现了其具有不可估量的应用前景。
电活性聚合物薄膜万能肌肉作动器的力电非线性变形分析
该文针对美国人工肌肉公司(Artificial Muscle Inc.)开发的一款电活性聚合物薄膜作动器,建立了该产品核心部件即上下表面附着有柔顺电极的圆环形电活性聚合物薄膜在力电作用下产生面外轴对称大变形的力学模型,利用热力学的基本理论,推导得到了圆环形薄膜在受力电载荷作用时产生面外大变形的控制方程,采用打靶法对控制方程进行了数值求解,结果表明:圆环形薄膜的变形是非常不均匀的,在靠近圆环中心处的薄膜变形较大,而靠近圆环边缘处的薄膜变形较小,导致薄膜中的电场从外向内逐渐变大。变形场的非均匀性导致薄膜内的大部分材料并没有被有效地利用,造成了材料的浪费。该文的研究结果对该商业化产品的优化设计具有实际的指导意义。
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