介电高弹聚合物器件设计与纤维加强结构

发布时间：2017-04-05 20:02

  本文关键词：介电高弹聚合物器件设计与纤维加强结构，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为一种新型的功能材料,智能软材料在近年来得到了快速发展,利用智能软材料制备的器件在现代科学领域也发挥着越来越重要的作用。智能软材料因其质量轻,变形大,噪声小等特点,可以实现很多硬质材料无法实现的功能。介电高弹聚合物作为一种电驱动的智能软材料,在制备驱动器,能量收集器,软体机器人,人工肌肉等领域具有很大优势,其功能也被全球很多高校和科研机构所研究。本文针对介电高弹聚合物的力电性能和器件设计展开。首先设计了一种新型介电高弹聚合物驱动的柔性爬行结构,并对其性能影响参数进行了分析。其次通过纤维加强的方法强化了介电高弹聚合物的力学性能,通过实验和有限元模拟的方法对不同纤维排布方式的介电高弹聚合物的力电性能进行了研究。最后基于一种现有的柔性机器人,对其性能进行了进一步分析,完善了其部分其他功能,通过纤维加强和小型电源的方法对其性能进行了增强。
【关键词】：介电高弹聚合物 爬行结构 纤维加强 柔性机器人
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB381;TP242
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第一章 引言10-22
• 1.1 研究背景10-12
• 1.1.1 功能软材料10-11
• 1.1.2 介电高弹聚合物工作原理11-12
• 1.2 介电高弹聚合物柔性器件与柔性机器人12-22
• 1.2.1 介电高弹聚合物驱动器12-14
• 1.2.2 介电高弹聚合物机械手14-16
• 1.2.3 介电高弹聚合物能量收集器16-17
• 1.2.4 柔性机器人17-22
• 第二章 新型介电驱动柔性爬行机器22-29
• 2.1 设计制备23
• 2.2 优化实验23-25
• 2.3 有限元分析25-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第三章 纤维加强介电高弹薄膜的力电耦合研究29-40
• 3.1 纤维加强介电薄膜平面结构29-37
• 3.1.1 平行长纤维排布30-33
• 3.1.2 平行短纤维排布33-35
• 3.1.3 螺旋线纤维排布35-37
• 3.2 纤维加强介电薄膜充气结构37-38
• 3.3 本章小结38-40
• 第四章 柔性机器人功能拓展及电源一体化40-60
• 4.1 柔性机器人简介40-41
• 4.2 介电高弹聚合物驱动的柔性机器人41-42
• 4.3 柔性机器人性能分析和功能拓展42-56
• 4.3.1 不同基底对爬行的影响42-45
• 4.3.2 不同厚度对机器人的影响45-47
• 4.3.3 机器人负重性能47-48
• 4.3.4 机器人爬坡性能48-50
• 4.3.5 机器人冲击性能50-52
• 4.3.6 机器人匍匐越障功能52-53
• 4.3.7 机器入水下功能53-56
• 4.4 柔性机器人改进56-58
• 4.4.1 纤维加强柔性机器人56-57
• 4.4.2 柔性机器人自带电源57-58
• 4.5 本章小结58-60
• 总结与展望60-62
• 参考文献62-64

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