介电型电活性聚合物圆柱驱动器特性

发布时间：2017-10-23 21:06

  本文关键词：介电型电活性聚合物圆柱驱动器特性

  更多相关文章： 电活性聚合物 圆柱驱动器 动态响应 电压激励

【摘要】：介电型电活性聚合物(Electroactive polymer,EAP)驱动器的动、静态特性是其合理使用及优化设计的重要依据。构建圆柱形驱动器几何模型描述其几何变形,结合EAP膜机电耦合方程推导驱动器轴向线性运动的动力学方程。驱动器的电压-位移数值计算结果显示内外层EAP膜柔性电极涂覆方式会影响驱动器位移。基于驱动器的电压位移关系,对其主要失效形式进行讨论。将基于neo-Hookean弹簧的1个时间常数黏弹性模型修正为具有2个时间常数的模型,并将2种模型运用于阶跃和周期电压激励下的驱动器动态响应研究。理论计算与试验结果的对比分析表明,2个时间常数的黏弹性模型对驱动器的动态位移描述更为准确。在周期激励电压下,提高频率会显著减小驱动器位移幅值,驱动器的"激励死区"会减小其振动中心偏移及振动幅度。
【作者单位】： 南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室;南京信息职业技术学院机电学院;南京林业大学机械电子工程学院;
【关键词】： 电活性聚合物 圆柱驱动器 动态响应 电压激励
【基金】：国家自然科学基金(51305209) 江苏省自然科学基金(BK2011735,BK20130979) 南京航空航天大学基本科研业务费(NS2014047)资助项目
【分类号】：TH703
【正文快照】： 0前言由于具有弹性变形大、能量密度高及重量轻等优点,介电型电活性聚合物(Electroactive polymer,EAP)在驱动方面的研究得到了广泛重视[1-2]。圆柱形驱动器[3-5]由EAP膜预拉伸后卷绕制成,内部由压缩弹簧支撑,通过对膜两侧表面的柔性电极施加电压,产生静电压力使膜轴向拉应力

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 罗华安;王化明;游有鹏;;超弹性膜的等轴拉伸试验方法及仿真[J];华南理工大学学报(自然科学版);2011年04期

2 王化明;朱剑英;叶克贝;何均;游有鹏;;介电弹性体线性驱动器研究[J];机械工程学报;2009年07期

3 曹玉君;尚建忠;梁科山;范大鹏;马东玺;唐力;;软体机器人研究现状综述[J];机械工程学报;2012年03期

4 罗华安;王化明;游有鹏;;介电弹性体圆柱形驱动器静态特性分析[J];农业机械学报;2012年09期

5 景素芳;庞宣明;陈晓南;;电致动聚合物致动器的动态响应研究[J];西安交通大学学报;2009年11期

6 任九生;;Dynamical response of hyper-elastic cylindrical shells under periodic load[J];Applied Mathematics and Mechanics(English Edition);2008年10期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张冬至;崔天宏;;电活性聚合物薄膜柔性结构的动态特性分析与实验[J];光学精密工程;2012年12期

2 张冬至;童俊;刘哲;夏伯锴;;基于电活性聚合物薄膜柔性器件的触觉传感特性[J];光学精密工程;2014年08期

3 朱银龙;王化明;赵东标;栾云广;;基于负刚度预载荷机构的锥形介电型EAP驱动器研究[J];航空学报;2011年09期

4 朱银龙;王化明;赵东标;;介电型电活性聚合物(EAP)驱动器失效行为分析[J];航空学报;2012年02期

5 焦志伟;程祥;张罗;杨卫民;;电磁力致动的新型软体机器人[J];制造业自动化;2013年11期

6 尤小丹;宋小波;陈峰;;环境自适应软体机器人驱动方式和路径规划研究[J];南通大学学报(自然科学版);2013年03期

7 朱银龙;王化明;;介电型电活性聚合物驱动器机电耦合特性[J];农业机械学报;2013年12期

8 余龙;李尧;夏利娟;丁金鸿;杨启;;基于超弹性本构模型的船用气囊刚度研究[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2014年03期

9 ;VIBRATION OF A SINGLE PROTEIN BUBBLE IN BINGHAM LIQUID[J];Journal of Hydrodynamics;2009年05期

10 袁学刚;朱隆基;王俊芳;张友;;不可压缩柱形弹性动力学方程的解的定性分析[J];吉林师范大学学报(自然科学版);2011年03期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 袁学刚;朱正佑;;不可压缩层合橡胶圆管径向膨胀的稳定性分析[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 杜勇;具有多运动模式的可变形软体机器人研究[D];中国科学技术大学;2013年

2 刘立武;电活性介电弹性体的本构理论和稳定性[D];哈尔滨工业大学;2011年

3 张文正;几类轴对称超弹性橡胶结构的有限变形分析[D];大连理工大学;2013年

4 朱银龙;介电型EAP换能器机电耦合特性研究[D];南京航空航天大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李响;介电型EAP摆动驱动器的研究与应用[D];南京航空航天大学;2011年

2 栾云广;介电型EAP驱动弹跳机器人研究[D];南京航空航天大学;2011年

3 吴孟;圆柱形介电型EAP驱动器的研究与应用[D];南京航空航天大学;2011年

4 丁燕;聚合物的粘附和电致动性能研究[D];南京航空航天大学;2011年

5 何新振;介电弹性体致动器的稳定性与粘弹性的理论研究[D];兰州大学;2012年

6 赵航;低模量硅橡胶基介电弹性体复合材料性能表征与驱动行为研究[D];北京化工大学;2012年

7 张小青;聚吡咯/二氧化硅改性离子聚合物材料及其致动性能研究[D];南京航空航天大学;2012年

8 俞晓瑾;柔性机械臂的运动学和动力学建模及视觉伺服控制[D];上海交通大学;2013年

9 周冬波;颜色识别及其在智能机器人控制系统中的应用研究[D];郑州大学;2013年

10 王丽丽;超弹性材料参数的测定及在微管吸吮模型中的应用[D];太原理工大学;2013年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘伟庭,方向生,陈裕泉;仿生“蚯蚓”机器人的SMA执行器实现[J];传感技术学报;2005年03期

2 陈娟;赵翠清;祁新梅;居刚;;电场活化聚合物的实验研究[J];高分子材料科学与工程;2007年04期

3 李斌,马书根,王越超,陈丽,汪洋;一种具有三维运动能力的蛇形机器人的研究[J];机器人;2004年06期

4 赵铁石;林永光;缪磊;王春雨;;一种基于空间连杆机构的蛇形机器人[J];机器人;2006年06期

5 吴孟;王化明;朱银龙;朱剑英;;圆柱形介电弹性体驱动器的试验与分析[J];机器人;2010年06期

6 李刚;冯敏亮;吕新生;张锦权;;基于电场活化聚合物的一维伸缩致动器设计[J];机械工程师;2007年08期

7 韩福峰;王彦;刘立宏;杭鲁滨;;基于EAP驱动器的并联式管道机器人机构设计[J];机械科学与技术;2006年02期

8 付宜利;李显凌;梁兆光;;基于形状记忆合金的自主导管导向机器人设计[J];机械工程学报;2008年09期

9 叶长龙;马书根;李斌;王越超;;三维蛇形机器人巡视者Ⅱ的开发[J];机械工程学报;2009年05期

10 ;SELF-RECONFIGURATION OF UNDERACTUATED REDUNDANT MANIPULATORS WITH OPTIMIZING THE FLEXIBILITY ELLIPSOID[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2005年01期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;能在空中遨游的仿鱼飞艇研制成功[J];发明与创新(综合版);2008年06期

2 唐致远;刘强;陈玉红;贺艳兵;;电活性聚合物在锂离子蓄电池中的应用[J];电源技术;2006年12期

3 陈明;林桂娟;宋德朝;;电活性聚合物微型发电机[J];光学精密工程;2010年11期

4 林桂娟;宋德朝;陈明;王克胜;;电活性聚合物的力学性能及发电应用[J];同济大学学报(自然科学版);2011年06期

5 苑金凯;党智敏;;全有机电活性复合材料的研究进展[J];绝缘材料;2007年03期

6 鄂世举;朱喜林;高春甫;;介电弹性体发电的基本原理及在分布式发电中的应用[J];现代制造工程;2009年09期

7 张一超;祁新梅;郑寿森;;智能材料DE驱动的两态串并联机器人系统的运动特性[J];机器人;2010年06期

8 何天虎;陈程;崔磊磊;;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[J];工程力学;2011年08期

9 李衡峰;郝泽铭;谭凯元;秦牡兰;;聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯接枝材料的合成与表征[J];中南大学学报(自然科学版);2010年05期

10 韩福峰;王彦;刘立宏;杭鲁滨;;基于EAP驱动器的并联式管道机器人机构设计[J];机械科学与技术;2006年02期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 唐致远;刘强;陈玉红;贺艳兵;;锂离子电池过充安全提高方法[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（上册）[C];2006年

2 陈程;何天虎;;电活性聚合物薄膜的大变形分析[A];现代数学和力学(MMM-XI)：第十一届全国现代数学和力学学术会议论文集[C];2009年

3 赵航;党智敏;;新型高敏感度介电弹性体的制备与性能表征[A];第十三届全国工程电介质学术会议论文集[C];2011年

4 彭瀚e，

本文编号：1085341