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人工肌肉IPMC电致动响应特性及其模型 被引量：6
1
作者 唐华平 姜永正 +3 位作者 唐运军 殷陈锋 聂拓 王桥医 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期153-158,共6页
采用自行设计的悬臂梁装置对人工肌肉IPMC的电致动响应特性进行测试,研究在直流电压作用下悬臂梁位移与电压的关系及在方波电压作用下位移与电压频率的关系,建立IPMC材料的力学模型;提出IPMC材料悬臂梁电致动挠曲线方程的大变形解法,导... 采用自行设计的悬臂梁装置对人工肌肉IPMC的电致动响应特性进行测试,研究在直流电压作用下悬臂梁位移与电压的关系及在方波电压作用下位移与电压频率的关系,建立IPMC材料的力学模型;提出IPMC材料悬臂梁电致动挠曲线方程的大变形解法,导出作用于IPMC悬臂梁上的等效弯矩与电压、频率的函数。测试结果表明,在电压为5V时位移达到最大值11.1mm;当电压的频率大于30mHz时,随着频率的增加,悬臂梁的位移逐渐减小,且在30～100mHz时下降迅速。模型计算结果与测试结果最大相对误差在10%以内,证实了模型的准确性。 展开更多
关键词 人工肌肉 离子交换树脂金属复合材料(ipmc) 致动响应 悬臂模型
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基于离子聚合物金属基复合材料线性驱动单元的性能
2
作者 赵刚 孙壮志 +3 位作者 郭华君 隋志阳 李芳 赵华兴 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期221-227,共7页
为提高输出力,设计了一种新型线性驱动单元,首先通过化学沉积镀的方式制备了IPMC材料,采用表层分割等方法制备线性驱动单元模型,建立了疲劳脱落评价方法,并分析了悬臂梁驱动的打卷现象,最后利用IPMC实验测试平台对方波电压下线性驱动单... 为提高输出力,设计了一种新型线性驱动单元,首先通过化学沉积镀的方式制备了IPMC材料,采用表层分割等方法制备线性驱动单元模型,建立了疲劳脱落评价方法,并分析了悬臂梁驱动的打卷现象,最后利用IPMC实验测试平台对方波电压下线性驱动单元性能进行研究。结果表明:控制电压小于4V,长宽比小于3.5,可减少高电压、大尺寸打卷现象;沿运动方向的输出力随电压增加先增大后减小,4V时最大输出力为2.15×10^(-2) N,是悬臂梁输出能力的4倍,而输出位移不随电压变化;垂直运动方向的输出力不随电压变化,与悬臂梁输出能力相当,而位移输出随着电压增加先增大后减小,4V时最大输出位移为41mm;疲劳脱落分析结果证实了线性驱动单元选取3~4V电压驱动,性能最佳。 展开更多
关键词 自动控制技术 离子聚合物复合材料(ipmc) 线性驱动单元 疲劳脱落 打卷
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一种新型柔性驱动器的制备和性能研究 被引量：1
3
作者 陈骐 熊克 +2 位作者 卞侃 金宁 王帮峰 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2009年第2期8-11,共4页
离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型的柔性驱动器。传统的IPMC都是采用昂贵的铂做表面电极。为了降低铂微粒的高度密集引入的大表面电阻,采用渗透还原法,提出基于无电镀银制备表面电极的方法。通过对所制备的银基IPMC的微观形貌、... 离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型的柔性驱动器。传统的IPMC都是采用昂贵的铂做表面电极。为了降低铂微粒的高度密集引入的大表面电阻,采用渗透还原法,提出基于无电镀银制备表面电极的方法。通过对所制备的银基IPMC的微观形貌、致动效果以及表面电阻等的测试实验表明,金属银在离子交换膜Nafion 117内部呈梯度分布,在1.5V驱动电压下可以产生90°的弯曲变形。银基IPMC表面电阻较小,在一定时间内稳定。 展开更多
关键词 柔性驱动器 离子聚合物金属复合材料 智能材料 SEM分析
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基于PVDF传感器的仿生机器鱼测控系统 被引量：1
4
作者 叶秀芬 朱玲 +1 位作者 刘世超 郭书祥 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期850-855,共6页
选择离子聚合物金属复合材料(IPMC)作为驱动器,设计了一种厘米级仿生机器鱼;针对驱动器自身存在的易疲劳、易电解等缺陷及实际工程中的不确定因素给系统带来的不稳定问题,建立了基于性能稳定的聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器的闭环测控系统,... 选择离子聚合物金属复合材料(IPMC)作为驱动器,设计了一种厘米级仿生机器鱼;针对驱动器自身存在的易疲劳、易电解等缺陷及实际工程中的不确定因素给系统带来的不稳定问题,建立了基于性能稳定的聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器的闭环测控系统,解决了开环控制存在的调节时间长、误差大的问题;提出了一种新颖的传感器并行安装方式,有效地避开了应用环境中的不利因素,实现了对驱动器状态的实时检测;在LabVIEW软件环境下进行了测控实验。实验表明,该系统能够保证仿生机器鱼长期稳定地工作。 展开更多
关键词 测控系统 离子聚合物金属复合材料(ipmc) 聚偏二氟乙烯(PVDF) 虚拟仪器 仿生机器鱼
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应用人工肌肉IPMC材料的三指微型柔性手爪设计 被引量：6
5
作者 彭瀚旻 李华峰 +2 位作者 惠耀 丁庆军 赵淳生 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期347-352,共6页
为满足现代小型驱动器的微型化、智能化、多功能及高集成度等要求,利用一种智能材料即离子聚合物金属复合物(ionic polymer-metal composite,简称IPMC)研制了一款三指微型柔性手爪。运用ANSYS有限元分析软件,通过等效压电双晶片的机电... 为满足现代小型驱动器的微型化、智能化、多功能及高集成度等要求,利用一种智能材料即离子聚合物金属复合物(ionic polymer-metal composite,简称IPMC)研制了一款三指微型柔性手爪。运用ANSYS有限元分析软件,通过等效压电双晶片的机电耦合模型对IPMC驱动元件进行有限元位移仿真,得到其在3V电压下最大变形及相应的位移分布图。根据仿真结果,设计IPMC手爪的夹持机构,制备了体积不大于13.5 cm3的IPMC微型手爪。试验测试结果表明,在3 V直流电驱动下,IPMC驱动薄膜(总长度为19 mm,自由端长度为14 mm)的末端最大变形为22 mm(负向位移与正向位移的总和),其最大变形速度约为4.44 mm/s,总重量为1.033g的手爪可以抓取1.973g的物体,其手爪的推重比约为2,而材料(IPMC的总重量为0.177g)的推重比甚至大于11.5。此IPMC柔性手爪的性能满足低耗能的设计要求,具有结构简单、柔顺、安静、体积小和推重比大等特点,在微小型驱动领域具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 离子聚合物金属复合物 智能材料 柔性 微型手爪 夹持器 微型驱动器
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