聚吡咯導電聚合物驅動器力學性能分析.pdf

1、導電聚合物（Conducting polymers縮寫為CPs）是由電性能和力學性能復合產生的一類極具發(fā)展?jié)摿Φ墓δ軓秃喜牧?。因具有能耗小、質輕、驅動電壓小、生物相容性、柔韌性好等優(yōu)異特性，在仿生機器人和生物醫(yī)學設備中有著廣泛的應用前景。本文以聚吡咯（PPy）為驅動材料的導電聚合物作為研究對象，依據導電聚合物驅動器的工作原理，參考驅動器結構尺寸，針對自制的彎曲型導電聚合物驅動器搭建實驗系統(tǒng)，研究其彎曲運動特性。本文的主要研究內容為：

2、r>　　1、提出了兩種建模方法：線性梁理論方法（分析方法）和基于熱力學類比的有限元分析方法（黑箱方法），并且通過這兩種方法分別建立了導電聚合物驅動器的等效懸臂梁力學模型和有限元分析模型。
　　2、通過對不同長度的驅動器施加（0 V~1.0 V）低電壓，測量其頂端彎曲變形量；通過研究驅動器的彎曲位移與電壓、力與電壓的關系，建立電壓與等效均布載荷、電壓與應變的線性函數關系以及電壓與半徑的指數函數關系，并且計算出合理的等效彎矩值；通過對

3、驅動器10等分，驗證了各等分點處的實測值與理論值的最大偏差對驅動器的正常工作影響比較小；通過分析驅動器彎曲位移與電壓的關系及位移與頻率的關系，建立電—機械轉換模型，并且得出導電聚合物驅動器的電致伸縮特性具有頻率低通性。
　　3、提出了一種驗證力學模型的實驗方法。在距離驅動器的頂端1 mm處固定微型磁鐵，通過驅動器舉起其自身重量約為5倍的重物移動2.71 mm，驗證了驅動器頂端可以承受力，同時表明了該方法是可行的。
　　4、通