电活性聚合物发电基本原理及应用研究 被引量：5

1

作者 林桂娟 刘刚 宋德朝 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期796-799,803,共5页

剖析了电活性聚合物在静电场中机械能和电能相互转换的内部机理,主要针对电活性聚合物发电原理进行分析研究。在不考虑能量损耗的理想前提下,探讨电活性聚合物在发电过程中3种能量循环过程。最后,采用丹佛斯生产的电活性聚合物(DEAP)材... 剖析了电活性聚合物在静电场中机械能和电能相互转换的内部机理,主要针对电活性聚合物发电原理进行分析研究。在不考虑能量损耗的理想前提下,探讨电活性聚合物在发电过程中3种能量循环过程。最后,采用丹佛斯生产的电活性聚合物(DEAP)材料,建立了电活性聚合物发电机实验装置平台,分析恒电荷状态下收集能量过程。试验验证了电活性聚合物发电原理。实验结果表明,作为新型智能材料的电活性聚合物在发电应用领域前景广阔。 展开更多

关键词 电活性聚合物(DEAP) 能量收集循环 麦克斯韦应力 恒电荷

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电活性聚合物换能器及其在声学和振动控制领域的应用进展 被引量：1

2

作者 帅长庚 陆刚 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2022年第1期90-99,共10页

为探索电活性聚合物(EAP)换能器在声学与振动控制领域应用的可能性,首先对EAP换能器的分类、材料种类和设计技术进行了综述,并对其性能进行了分析比较;然后,详细介绍了EAP换能器在声学和振动控制中的最新应用进展,为研究人员开发新型技... 为探索电活性聚合物(EAP)换能器在声学与振动控制领域应用的可能性,首先对EAP换能器的分类、材料种类和设计技术进行了综述,并对其性能进行了分析比较;然后,详细介绍了EAP换能器在声学和振动控制中的最新应用进展,为研究人员开发新型技术及其应用提供指导。文献分析表明:该技术已取得里程碑式进展并有望在声学和振动控制等领域得到更广泛的应用。 展开更多

关键词 声学 振动控制 电活性聚合物 换能器

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电活性聚合物能量转换机理及实验研究

3

作者 林桂娟 张欣波 王克胜 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期831-836,共6页

基于介电高弹聚合物理论构建电活性聚合物发电过程的数学模型,以揭示硅树脂电活性聚合物在电致大变形过程中的机电耦合规律及能量转换机理;根据能量收集的循环过程建立了恒电压、恒电荷、恒电场和恒电流条件下的能量收集模型及混合能量... 基于介电高弹聚合物理论构建电活性聚合物发电过程的数学模型,以揭示硅树脂电活性聚合物在电致大变形过程中的机电耦合规律及能量转换机理;根据能量收集的循环过程建立了恒电压、恒电荷、恒电场和恒电流条件下的能量收集模型及混合能量收集模型;针对机电能量的转换效率对比分析各种模型的性能;同时,搭建风能发电机实验装置并进行恒电荷条件下发电过程的能量收集实验.结果表明,恒电荷条件下的能量收集模型的能量转换效率最高. 展开更多

关键词 电活性聚合物 压电性能 能量收集模型 恒电荷

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弯曲型介电型电活性聚合物驱动器的建模研究 被引量：3

4

作者 黄青云 王化明 +1 位作者 朱银龙 杨位东 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期19-23,共5页

介电型电活性聚合物(DEAP)由于其大应变,高效率及高能量密度等优点,在仿生机器人领域具有广泛的应用前景。该文设计制作了一种可实现弯曲变形的DEAP驱动器,根据弹性大变形理论建立驱动器的机电耦合模型,通过微分方程组的迭代求解获得激... 介电型电活性聚合物(DEAP)由于其大应变,高效率及高能量密度等优点,在仿生机器人领域具有广泛的应用前景。该文设计制作了一种可实现弯曲变形的DEAP驱动器,根据弹性大变形理论建立驱动器的机电耦合模型,通过微分方程组的迭代求解获得激励电压与输出角度、侧向输出力之间的关系。试验结果表明,在5kV电压下,该驱动器可产生最大75°的弯曲角度,最大侧向输出力达到0.7N。试验结果与理论结果较吻合,验证了驱动器设计与分析的有效性。以该驱动器为驱动单元,构建了一种仿生爬行机器人,初步试验表明了该类型驱动应用于仿生机器人的可行性,可为仿生机器人摆动驱动提供一种新的实现方法。 展开更多

关键词 介电型电活性聚合物 弯曲型驱动器 机电耦合模型

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周期载荷下电活性聚合物圆柱壳的动力响应 被引量：1

5

作者 王成敏 任九生 《动力学与控制学报》 2016年第3期211-216,共6页

基于非线性动力学理论研究了不可压电活性聚合物圆柱壳在内表面周期载荷作用下的运动与破坏等动力响应问题.通过对所得描述圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程的数值计算和动力学定性分析,发现存在临界载荷和临界电压;当周期载荷的平... 基于非线性动力学理论研究了不可压电活性聚合物圆柱壳在内表面周期载荷作用下的运动与破坏等动力响应问题.通过对所得描述圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程的数值计算和动力学定性分析,发现存在临界载荷和临界电压;当周期载荷的平均载荷值小于临界载荷及外加电压小于临界电压时,圆柱壳的运动随时间的演化是拟周期性的非线性振动.反之,圆柱壳将被破坏.讨论了外加电场和载荷参数对临界值和圆柱壳运动特性的影响. 展开更多

关键词 电活性聚合物 非线性常微分方程 拟周期振动 临界载荷 破坏

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研究人员开发新型生产工艺用于电活性聚合物

6

《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期884-884,共1页

瑞士材料试验所（Empa）和伯尔尼大学开发出一种新的电喷镀方法，这能够使人造肌肉由纳米薄硅树脂层制造。因为这种类型的肌肉能够在低压下操作，在尿失禁的治疗方面有潜在的未来医学应用。弹性体被称作电活性聚合物，它将电能转变成机... 瑞士材料试验所（Empa）和伯尔尼大学开发出一种新的电喷镀方法，这能够使人造肌肉由纳米薄硅树脂层制造。因为这种类型的肌肉能够在低压下操作，在尿失禁的治疗方面有潜在的未来医学应用。弹性体被称作电活性聚合物，它将电能转变成机械能，具有各种各样的应用。 展开更多

关键词 电活性聚合物 研究人员 开发 工艺用 生产 人造肌肉 材料试验 电喷镀

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非线性电活性绝缘弹胶物DE的应变能模型材料常数 被引量：1

7

作者 祁新梅 宗志坚 郑寿森 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期165-169,共5页

应用Mooney-Rivlin、Yeoh和Ogden应变能模型研究DE材料驱动建模。首先根据单轴拉伸实验数据,分析文献中的材料常数和本文DE材料的适合程度,发现文献中的材料常数均不适合本试验中的绝缘弹胶物(DE)材料变形特性;进一步根据试验数据及理... 应用Mooney-Rivlin、Yeoh和Ogden应变能模型研究DE材料驱动建模。首先根据单轴拉伸实验数据,分析文献中的材料常数和本文DE材料的适合程度,发现文献中的材料常数均不适合本试验中的绝缘弹胶物(DE)材料变形特性;进一步根据试验数据及理论模型回归分析求出适合本试验变形范围内的DE材料的材料常数。结果表明,Mooney-Rivlin模型不能很好地反映非线性特征,Yeoh和4参数及6参数的Ogden模型均能反映DE材料的非线性特征。 展开更多

关键词 电活性聚合物 绝缘弹胶物 类天然肌肉 应变能模型

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以磺化聚酰亚胺为基材的离子聚合物金属复合材料 被引量：1

8

作者 李玉邯 王喜 +1 位作者 高连勋 金日哲 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期142-145,共4页

以磺化聚酰亚胺(SPI)作为离子聚合物金属复合材料(IPMC)的基体材料,通过化学沉积法制备新型IPMC,并对材料的性能进行了测试。扫描电子显微镜显示金属铂和银成功涂镀到SPI基材上,镀层厚度为12μm;并对以SPI和Nafion膜为基材制备的IPMC材... 以磺化聚酰亚胺(SPI)作为离子聚合物金属复合材料(IPMC)的基体材料,通过化学沉积法制备新型IPMC,并对材料的性能进行了测试。扫描电子显微镜显示金属铂和银成功涂镀到SPI基材上,镀层厚度为12μm;并对以SPI和Nafion膜为基材制备的IPMC材料的含水量、表面电阻和电制动性能进行测试。实验结果显示,与传统的Nafion为基材的IPMC材料相比,以SPI为基材的新型IPMC材料的含水量明显高于Nafion基材制备的IPMC,并且电致动性能更好,产生的尖端位移远远高于Nafion基材制备的IPMC,并且灵敏度更高。这些性能显示磺化聚酰亚胺有望替代Nafion膜作为电活性聚合物的基体材料。 展开更多

关键词 磺化聚酰亚胺 离子聚合物-金属复合材料 电活性聚合物

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介电型EAP驱动的转动关节研究 被引量：1

9

作者 杨斌 王化明 吴孟 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第4期541-544,共4页

基于介电型电活性聚合物(EAP)的优点,设计、实现了该材料驱动的转动关节。根据介电型EAP的变形原理设计、制作了圆柱形驱动器,其输出最大位移约为11mm,伸长应变达到33.8%,并对输出力-位移特性进行测试。基于该型驱动器实现了转动关节,... 基于介电型电活性聚合物(EAP)的优点,设计、实现了该材料驱动的转动关节。根据介电型EAP的变形原理设计、制作了圆柱形驱动器,其输出最大位移约为11mm,伸长应变达到33.8%,并对输出力-位移特性进行测试。基于该型驱动器实现了转动关节,转角约为±13°,堵转力矩为19.6mN.m,将转动关节应用于爬行机器人,并对试验结果进行分析。 展开更多

关键词 介电型电活性聚合物 驱动器 转动关节 爬行机器人

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EAP换能单元发电量的影响因素分析 被引量：2

10

作者 赵丰刚 陈洁 +2 位作者 郑国华 曾浩然 符悦 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第2期295-300,共6页

电活性聚合物(EAP)作为一种新型电活性软体功能材料,具有多种优点,用于能量收集具有巨大的应用潜力。该文从宏观和微观两个层面阐述了介电材料用于能量收集的机电转化原理,以EAP换能单元为例,说明了EAP换能单元怎样将机械能转化为电能,... 电活性聚合物(EAP)作为一种新型电活性软体功能材料,具有多种优点,用于能量收集具有巨大的应用潜力。该文从宏观和微观两个层面阐述了介电材料用于能量收集的机电转化原理,以EAP换能单元为例,说明了EAP换能单元怎样将机械能转化为电能,并阐述了介电弹性体发电机理,为后面EAP换能单元的发电提供理论依据。以其他学者研究得到影响EAP换能单元发电量的因素为基础,通过正交试验得到EAP换能单元发电特性和最佳工作条件,并对试验的可靠性进行了分析。实验结果表明,各因素对EAP材料发电的影响大小顺序为:EAP膜面积>拉伸位移>预加电压>预拉伸率>EAP膜厚度。换能单元最佳工作条件为预加电压1 000 V,预拉伸率400%,拉伸位移4 cm,膜面积62.41 cm^2,EAP膜厚度1 mm。 展开更多

关键词 电活性聚合物 材料发电 EAP换能单元 正交试验 能量转化

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三自由度介电型EAP软材料位置传感器研究

11

作者 陈峰洪 王化明 +1 位作者 李鹭扬 汪洋 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期855-860,共6页

基于介电型电活性聚合物(EAP)变形时的电容值变化原理,设计并实现一种三自由度软材料位置传感器,其内框可沿平面和法向移动,分别用于检测平面和法向位移。建立该传感器的几何模型,推导出其电容值变化和内框位移的关系。采用差分法测试... 基于介电型电活性聚合物(EAP)变形时的电容值变化原理,设计并实现一种三自由度软材料位置传感器,其内框可沿平面和法向移动,分别用于检测平面和法向位移。建立该传感器的几何模型,推导出其电容值变化和内框位移的关系。采用差分法测试该传感器的电容值变化,分析了面对面两个传感单元的电容值差和内框的平面位移、单个传感单元的电容值和内框的法向位移之间的关系,测试得到其平面和法向位移灵敏度分别为66.69pF/mm、0.47pF/mm^2,与理论分析结果较吻合。该位置传感器的理论与测试分析结果验证了介电型EAP应用于位置传感器中的可行性。 展开更多

关键词 介电型电活性聚合物(EAP) 位置 传感器 几何模型 差分测量

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PEDOT夹心PVDF多孔膜的电驱动性能研究

12

作者 张晓蝶 丁井鲜 +3 位作者 黄建建 王放 马丽 郭东杰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期219-224,共6页

常规离子聚合物金属复合材料(IPMC)以Pt金属纳米颗粒为电极、Nafion膜作为母体,存在电极刚性大、电极与聚合物母体不兼容、制备成本高等缺陷。本工作采用聚乙烯吡咯烷酮和聚氧化乙烯作为造孔剂、离子液([EMIm]·[BF_(4)])为增塑剂,... 常规离子聚合物金属复合材料(IPMC)以Pt金属纳米颗粒为电极、Nafion膜作为母体,存在电极刚性大、电极与聚合物母体不兼容、制备成本高等缺陷。本工作采用聚乙烯吡咯烷酮和聚氧化乙烯作为造孔剂、离子液([EMIm]·[BF_(4)])为增塑剂,制备了高多孔度的柔性聚偏氟乙烯(PVDF)母体膜。物化性能测试表明:PVDF膜的多孔度高达26.3%,杨氏模量仅为17.1 MPa。以3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)为单体、FeCl_(3)为催化剂,利用原位化学沉积方法在PVDF膜两侧制备了导电聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)电极。施加交流电场后,得到PEDOT电极的IPMC致动器。在0.1 Hz、22 V的条件下,新型IPMC致动器具备连续稳定的驱动性能,末端最大位移输出为6.0 mm。改变驱动电压或频率,位移输出随之发生变化,IPMC致动器展现出了良好的可控性。 展开更多

关键词 离子聚合物金属复合材料 电活性聚合物(EAP) 聚(3 4-乙烯二氧噻吩) 聚偏氟乙烯 离子液

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基于绝缘弹胶物的驱动传感研究现状评述 被引量：9

13

作者 戴丰加 祁新梅 +1 位作者 郑寿森 熊谌飞 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期156-160,共5页

电活性聚合物(EAP)在外电场作用下变形大且物性与动物肌肉类似,在需要轻型、微型、柔性及仿生机器驱动和传感的领域具有极大的应用潜力,形成了一个崭新的多学科交叉研究领域。绝缘弹胶物(DE)是EAP的一种,本文综合介绍绝缘弹胶物在电场... 电活性聚合物(EAP)在外电场作用下变形大且物性与动物肌肉类似,在需要轻型、微型、柔性及仿生机器驱动和传感的领域具有极大的应用潜力,形成了一个崭新的多学科交叉研究领域。绝缘弹胶物(DE)是EAP的一种,本文综合介绍绝缘弹胶物在电场驱动下响应的基本原理和特性,介绍可能的应用领域,介绍JPL和SRI等几大主要的研究机构的研究方向、研究现状和研究成果,如直线驱动器、弯曲辊二自由度驱动器、微型六腿机器人、泵、阀门、螺旋及叠片式驱动器和MEMS等,最后总结了目前存在的问题和未来的研究趋势。 展开更多

关键词 电活性聚合物EAP 绝缘弹胶物DE 传感器 驱动器 丙烯酸聚合物薄膜

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IPMC软体驱动材料研究进展 被引量：6

14

作者 于甜 李树锋 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期6-9,14,共5页

离子聚合物金属复合物(IPMC)具有弹性好、密度低,能够产生较大应变等特点,是目前软体机器人最合适的软体驱动材料之一。但IPMC存在驱动力小、寿命短的缺点,因此,许多学者从IPMC聚合物电解质材料和电极、IPMC涂层改性、离子液体介质等方... 离子聚合物金属复合物(IPMC)具有弹性好、密度低,能够产生较大应变等特点,是目前软体机器人最合适的软体驱动材料之一。但IPMC存在驱动力小、寿命短的缺点,因此,许多学者从IPMC聚合物电解质材料和电极、IPMC涂层改性、离子液体介质等方面进行研究,来提高IPMC的驱动性能、延长其使用寿命,并发展了以碳纳米管和碳纳米纤维作为电极、离子液体作为介质的IPMC,可在干态下长期使用,是IPMC研究的新方向。 展开更多

关键词 IPMC 软体机器人 柔性驱动材料 电活性聚合物 NAFION

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软体材料研究现状及进展 被引量：1

15

作者 孙建宇 王永泉 +1 位作者 朱伯韬 朱良全 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期783-790,共8页

软体材料(杨氏模量通常在10~4～10~9 Pa之间)普遍具有弱影响引发强响应的基本特征。软体材料的范围十分广泛,有以橡胶、液晶等为代表的业已高度产业化应用的传统软体材料,也有以智能凝胶、电活性聚合物、形状记忆聚合物等为代表的智能... 软体材料(杨氏模量通常在10~4～10~9 Pa之间)普遍具有弱影响引发强响应的基本特征。软体材料的范围十分广泛,有以橡胶、液晶等为代表的业已高度产业化应用的传统软体材料,也有以智能凝胶、电活性聚合物、形状记忆聚合物等为代表的智能软体材料。后者独特的刺激敏感特性使其在软体机器人、软体电子、生物医疗、航空航天等领域拥有广阔应用前景。面向工程科技前沿,首先介绍了可降解聚氨酯、水凝胶等的材料特性、制备工艺及其在生物医疗领域(如药物定向释放和组织工程)的应用,随后重点对以离子聚合物-金属复合材料(IPMC)和介电弹性体(DE)为代表的电活性聚合物(EAP),以及形状记忆聚合物(SMP)的基本特性与研究进展进行了梳理和介绍。最后分析了软体材料产业化应用所面临的问题,展望了智能软体材料与增材制造技术相结合的4D打印技术的发展趋势。 展开更多

关键词 软体材料 聚氨酯 水凝胶 电活性聚合物 形状记忆聚合物 4D打印

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Maxim发布TacTouch触觉激励控制器MAX11836

16

《中国集成电路》 2010年第9期7-7,共1页

Maxim Integrated Products推出TacTouch触觉激励控制器MAX11836，适用于触觉激励装置中的单／多层压电激励和电活性聚合物激励（EAP）。在公司的MAX11835取得成功的基础上，MAX11836增加了驱动／检测电路，用于连接多达四个外部压力感... Maxim Integrated Products推出TacTouch触觉激励控制器MAX11836，适用于触觉激励装置中的单／多层压电激励和电活性聚合物激励（EAP）。在公司的MAX11835取得成功的基础上，MAX11836增加了驱动／检测电路，用于连接多达四个外部压力感应电阻（FSR），以测量触压。 展开更多

关键词 MAXIM 电激励 控制器 触觉 INTEGRATED 电活性聚合物 检测电路 感应电阻

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