基于石墨烯/银纳米颗粒复合薄膜的电热执行器研究

发布时间：2021-04-07 06:20

　　执行器是一种能够将各种类型的输入能量（热能、光能、磁能、电能等）转化为动能的器件,在人造肌肉,仿生机器人,生物医疗设备,微型开关和传感器等领域中的得到了广泛应用。在各种类型的执行器中,电热执行器由于操作简单,应用范围广泛而获得了充分关注。近些年来,随着碳纳米管和石墨烯等材料被发现,基于这些柔性导电材料的柔性电热执行器得以实现和发展。与传统的硅基电热执行器相比,柔性电热执行器具有更多的自由度,可以以较简单的方式实现更复杂的运动,有望在仿生学领域得到更多的应用。但是,由于碳纳米管和石墨烯都具有较高的本征电阻,基于这些导电材料的电热执行器通常需要较高的驱动电压。且采用传统的化学气相相沉积法制备材料成本较高,不适用于大规模的生产应用。在本文中,展示了一种基于激光还原氧化石墨烯/银纳米颗粒复合材料的低电压,大应变柔性电热执行器。通过向石墨烯中加入银颗粒,有效地降低了复合材料的本征电阻,且制备工艺简单,成本较低。与其他已报道的电热执行器相比,本文中的激光还原氧化石墨烯/银纳米颗粒柔性电热执行器具有响应速度快、驱动电压低、弯曲角度大等优点。在28伏的驱动电压下,执行器在6秒内获得了192°的弯曲角度... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

直立行走的人型机器人实际上，研究者们已经开发出了诸多由柔性执行器组成的仿生机器人，如图1.2所示

第1章引言2物品[5]，还可以模仿四足动物进行爬行[4]。图1.2由柔性执行器组成的仿生机器人[4,5]除了各种仿生机器人，柔性执行器还有许多其他的应用。如图1.3所示，是采用柔性执行器部件构造的模仿心脏工作的液体泵[16]。通过控制执行器的膨胀或者收缩，可以驱动液体泵中的液体被吸收或者排出。图1.3由柔性执行器组成的液体泵如图1.4所示是柔性执行器在光学器件领域的应用[17]，研究者使用柔性执行器

第1章引言2物品[5]，还可以模仿四足动物进行爬行[4]。图1.2由柔性执行器组成的仿生机器人[4,5]除了各种仿生机器人，柔性执行器还有许多其他的应用。如图1.3所示，是采用柔性执行器部件构造的模仿心脏工作的液体泵[16]。通过控制执行器的膨胀或者收缩，可以驱动液体泵中的液体被吸收或者排出。图1.3由柔性执行器组成的液体泵如图1.4所示是柔性执行器在光学器件领域的应用[17]，研究者使用柔性执行器


本文编号：3122973