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International Journal of Mechanical Sciences 面向爬行机器人的介电弹性体单向驱动器:基于最小能量原理的结构设计、建模和运动学研究
发布者: 李博 | 2022-10-16 | 688

采用最小能量结构的介电弹性体驱动器(DEMES)制备工艺简单、变形量大、能量效率高,被广泛应用于软体机器人中,并证明了可与摩擦发电结合形成新的机器人能源供给范式。在传统的制备中,DEMES执行器是通过将弹性体膜直接安装在柔性框架上获得的,会导致弹性体膜在空间上显得复杂、不均匀,以至于驱动过程中迅速触发褶皱和电击穿。

 

因此,本文提出了一种基于纯剪切变形的DEMES结构。通过对DEMES柔性框架受力过程的分析,建立了描述驱动器机电耦合行为的理论分析静力学和动力学也模型。该模型研究了不同设计参数对机构配置和性能的影响。实验结果验证了设计和理论模型的准确性。最后,结合单向轴承成功实现了一个蠕动式软体机器人。

 

 

 

 

 

上述研究近日发表于 International Journal of Mechanical Sciences,论文第一作者为西安理工大学孙文杰老师。

 

论文题目:Dielectric elastomer minimum energy structure with a unidirectional actuation for a soft crawling robot: design, modeling, and kinematic study

 

在线链接:https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2022.107837