基于梁理论的导电聚合物驱动器等效模型及实验验证（英文）

导电聚合物因具有能耗小、质轻、柔韧性好等优异特性,在生物机器人和生物医学设备中具有广泛的应用前景。针对多层弯曲型聚吡咯导电聚合物驱动器搭建的实验系统,依据等效悬臂梁理论建立驱动器力学模型。测量驱动器施加0~1 V低电压时的基体弯曲变形量,通过研究驱动器的弯曲位移与电压、力与电压的关系,建立电压与等效均布载荷的函数关系式。实验结果表明,电压与垂直方向位移成线性关系,当电压为1 V时偏转位移可达到驱动器长度的一半,并且得出电压与应变的比例因子。最后,通过驱动器举起约为5倍自身重量的重物移动2.71 mm,验证了驱动器顶端可以承受力。

导电聚合物驱动器悬臂梁模型建立及柔性抓取装置设计（英文）

基于导电聚合物具有柔韧性好、驱动电压低、能耗小等特性,采用自制的多层弯曲型导电聚合物驱动器搭建实验系统,依据等效悬臂梁理论建立驱动器力学模型。通过测量驱动器的弯曲变形量建立偏转位移与电压、长度的函数关系式,并且计算出等效均布载荷值。实验结果表明,驱动器偏转位移与电压、长度成线性关系;当驱动电压达到1.0 V时,驱动器偏转速度趋于稳定,且偏转效果最佳。为改善普通微操作装置结构复杂、能耗大的缺点,采用导电聚合物智能材料设计并制作出微型手爪制动器,最后验证了手爪可稳定抓起0.011 1 g左右的重物。

导电聚合物驱动器力学模型建立的研究

针对自制的三层弯曲型聚吡咯导电聚合物驱动器搭建的实验系统,依据等效悬臂梁理论建立驱动器的力学模型。测量驱动器施加低电压（0~1 V）时的基体弯曲变形量,通过研究驱动器的弯曲位移与电压、力与电压的关系,建立了电压与均布载荷的函数关系式。实验结果表明,电压与垂直方向位移成线性关系,当电压为0.7 V时位移可达到17 mm,并且得到电压与应变的比例因子近似为α=0.013。最后计算驱动器各等分点的理论偏转位移与测量值的偏差,得出最大偏差很小,验证了模型的有效性。