介電彈性體線性驅(qū)動器研究.pdf

1、介電彈性體驅(qū)動器作為一種新型智能材料驅(qū)動器，較其它智能材料和傳統(tǒng)驅(qū)動器相比有很多優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、能量轉(zhuǎn)換效率高、變形大等,在機器人、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 通過對介電彈性體變形原理和驅(qū)動器工作過程的分析，得出：驅(qū)動器是利用其在通、斷電時剛度不同并與預(yù)載荷相平衡的原理工作的。給出了增大驅(qū)動器輸出位移的理想預(yù)載荷形式，即增大驅(qū)動器兩個工作平衡點之間的距離。
　　 通過對驅(qū)動器設(shè)計、制造和電極制備等問題

2、的研究，采用VHB4910介電彈性體材料，實現(xiàn)了一種錐形介電彈性體線性驅(qū)動器。將驅(qū)動器剛度曲線與預(yù)載荷進行比較，分析得到了輸出位移為7mm。試驗表明：驅(qū)動器輸出位移約為7mm，與分析結(jié)果一致。
　　 采用Yeoh超彈性模型，運用有限元方法對錐形驅(qū)動器進行仿真分析，得到驅(qū)動器的初始位移和輸出位移分別為11.29mm和5.47mm。其中，初始位移與試驗結(jié)果一致，輸出位移小于試驗結(jié)果，并對其原因進行了分析。
　　 為進一步提高

3、驅(qū)動器的性能，研究了驅(qū)動器輸出力和輸出位移的提高方法，試驗表明：采用負剛度預(yù)載荷能增大其輸出位移，多層數(shù)介電彈性體并聯(lián)安裝能大幅增加其輸出力。在此基礎(chǔ)上，以驅(qū)動器輸出力、位移和功為指標(biāo)，建立正交試驗表，分析了主要因素—外徑、內(nèi)徑、介電彈性體層數(shù)和預(yù)拉伸率對驅(qū)動器性能指標(biāo)的影響。正交試驗分析表明：外徑對輸出位移的影響最大，并對輸出功有較大影響；層數(shù)對輸出力和輸出功的影響最大；內(nèi)徑對輸出力和輸出位移有較大影響。
　　 錐形介電彈性體