单层电极型IPMC驱动器性能规律及其应用探索
发布时间：2020-12-27 14:07
离子聚合物-金属复合材料（Ionic Polymer Metal Composite,IPMC）是一种三明治结构复合材料,一般由电极层-基体膜层-电极层组成,对电极层施加低于10V的激励时可产生非常明显的弯曲形变。在现有的研究中,以片状结构IPMC驱动器最为典型。然而随着对IPMC材料的深入探索,一方面材料的弯曲形变难以满足多样化应用的需求,另一方面电极层对称性的要求为图案化设计带来了困难。针对这一问题,本文设计了一种单层电极型IPMC材料。它由电极层-基体膜层-封装层组成,其中电极层具有间隙,在外加激励下可以产生S型变形。本文主要从材料制备、性能影响规律、应用探索三个方面对其展开研究。首先,本文以化学镀为基础,综合了掩膜法/表面加工法进行制备。掩膜法的关键是选择掩膜材料,实验证明3M4910VHB胶带的掩膜效果最好。表面加工法选用了激光雕刻和刀刻。实验表明,激光雕刻适合制造小电极间隙（<0.5mm）,刀刻适合制造大电极间隙（>0.5mm）。然后,探究了单层电极型IPMC材料变形的影响因素及其影响规律。其结构尺寸（长、宽和电极间隙）及外加激励（电压的幅值和频率）都会对变形产...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IPMC材料的应用（从左至右：光学镜头致动器，柔性机械爪，行走机器人）
图 1.2 光驱动型柔性机器人。（a）.尺蠖机器人；（b）.跳跃机器人Fig 1.2 photo-driven soft robot. (a). inchworm walker; (b). jumping robot热致动型驱动器由热驱动型复合材料制成。这种复合材料一般具有多层结构，由极易发生热膨胀或热收缩的材料和热稳定强的材料复合而成的。材料在加热时，
图 1.3 热驱动器。（a）.不同温度下十字形水凝胶驱动器抓取和释放铜块的过程；（b）. 不同温度下 CNP 薄膜的状态Fig 1.3 Thermal actuator.(a). The grip/release process of a cross-shaped hydrogel actuatorcapturing a copper cluster at different temperatures； (b). The state of CNP films at differenttemperatures
本文编号：2941875
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IPMC材料的应用（从左至右：光学镜头致动器，柔性机械爪，行走机器人）
图 1.2 光驱动型柔性机器人。（a）.尺蠖机器人；（b）.跳跃机器人Fig 1.2 photo-driven soft robot. (a). inchworm walker; (b). jumping robot热致动型驱动器由热驱动型复合材料制成。这种复合材料一般具有多层结构，由极易发生热膨胀或热收缩的材料和热稳定强的材料复合而成的。材料在加热时，
图 1.3 热驱动器。（a）.不同温度下十字形水凝胶驱动器抓取和释放铜块的过程；（b）. 不同温度下 CNP 薄膜的状态Fig 1.3 Thermal actuator.(a). The grip/release process of a cross-shaped hydrogel actuatorcapturing a copper cluster at different temperatures； (b). The state of CNP films at differenttemperatures
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