基于IPMC仿生机器鱼驱动技术研究

离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种基于离子迁移运动的柔性智能材料。由于这种材料在低电压作用下能够产生弯曲变形,适用于水下仿生机器鱼的摆动驱动结构,因此基于IPMC的仿生机器鱼驱动技术成为了研究的一大热点。文中分析了基于柔性智能材料仿生机器鱼的研究现状,发现基于IPMC的仿生机器鱼整体驱动性能较差,存在游动速度慢、载荷能力低等缺点。这主要是由于材料自身输出力小,叠层结构效率低等固有缺点造成的。因此,为了提高仿生机器鱼的整体性能,扩大其应用范围,文中以驱动材料的整体性能匹配仿生机器鱼的驱动需求,从驱动材料角度提出3种可用于仿生机器鱼的驱动技术:基于醇辅助工艺的超厚型大驱动力IPMC、基于脉冲高电压驱动的IPMC快速响应驱动技术以及空间叠层结构驱动技术。同时通过对比实验进一步证明这些技术可以有效提高IPMC驱动材料的整体输出力、响应速度和空间叠层结构的叠加效率,为基于IPMC仿生机器鱼的驱动结构研究提供了参考。