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目前软体机器人在国际上迅速崛起,有关软体机器人的各种想法和设计层出不穷。而软体机器人制备最主要的核心就是材料的选择。离子聚合物金属复合材料(IPMC)具备电场响应性快,质轻,在低电压下会发生较大弯曲并且具有一定的力输出等优点,很多学者采用其作为软体驱动材料来研究软体机器人。目前国内外制备IPMC柔性驱动器通常采用铂(Pt)、金(Au)和钯(Pd)等贵金属,导致其成本过高,在一定程度上限制了 IPMC的广泛应用。因此探索低成本的IPMC制备方法成为IPMC材料研究领域的一个重要方向。此外,目前对于IPMC的水下仿生应用也不是很详尽。本文首先以杜邦公司的Nafion-117质子交换膜作为基膜制备了铂型离子聚合物金属复合材料(Pt-IPMC),之后在分析IPMC致动原理的基础上探索以金属铜(Cu)替代传统Pt电极的制备方法。测试和分析了铜基离子聚合物金属复合材料(Cu-IPMC)和Pt-IPMC的含水率,附着力,形貌,增重率,表面电阻,致动效果及力输出等基本特性。通过对比发现Cu-IPMC的耐受电压范围为3-10 V,Pt-IPMC耐受电压范围为3-5 V,且Pt-IPMC能耐受的最大电压远大于Pt-IPMC。此外Cu-IPMC的力输出最大为17mN,Pt-IPMC力输出最大为13 mN。结果表明,采用廉价的Cu来替代昂贵的Pt用于制备IPMC是完全可行的。此外,本文将Pt-IPMC用于仿生应用研究,首先基于对Pt-IPMC的性能测试,研究了不同的Pt-IPMC的尺寸对其运动特性和力输出的影响,确定了最佳的Pt-IPMC尺寸;分析了驱动电压和驱动频率对运动特性的影响,得出了频率—位移特性规律与最佳驱动交流电为5 V,1 Hz,为鳐鱼驱动系统设计与控制提供了依据;通过分析鳐鱼的结构特征,设计了 Pt-IPMC驱动方案,利用Pt-IPMC制备了仿生鳐鱼;对自然界中的鳐鱼进行步态分析,得到其游动时胸鳍上等距四点的相位关系;最后设计制作了驱动电路,并进行了仿生鳐鱼的实际测试。结果表明,该仿生鳐鱼在水里的游动速度可达到4 mm/s。