對(duì)于許多新興的機(jī)電一體化應(yīng)用,傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中常用的致動(dòng)器如電機(jī)減速器、氣壓驅(qū)動(dòng)等,由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需要組裝且各部件易磨損等原因,使得電機(jī)減速器等驅(qū)動(dòng)方式在小型化、機(jī)器人等尺寸受限領(lǐng)域已經(jīng)難以滿足要求,尋找合適的致動(dòng)器成為關(guān)鍵問題。介電高彈體（Dielectric Elastomer,簡(jiǎn)稱DE）作為能在高電壓下產(chǎn)生大變形的柔性智能材料,由于其是柔性高分子薄膜材料,可以很方便地根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和形狀需求設(shè)計(jì)合適的致動(dòng)器;DE材料憑借其柔韌性好、響應(yīng)速度快、能量轉(zhuǎn)化率高等特性,與電磁閥或氣缸的驅(qū)動(dòng)方式相比可以作為一種更節(jié)能、更輕、更低成本的致動(dòng)器解決方案。但材料自身具有嚴(yán)重的非線性,變形理論也缺乏系統(tǒng)化的研究,所以要實(shí)現(xiàn)DE材料的最佳性能,必須確定材料幾何結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系。本文完成的主要工作如下:（1）研究了國(guó)內(nèi)外基于熱力學(xué)模型的DE材料電致變形力電耦合模型,使用Yeoh模型和Gent模型分析了DE材料在電壓和預(yù)拉伸載荷下的應(yīng)力應(yīng)變曲線,為后續(xù)工作提供理論支撐。根據(jù)仿真結(jié)果搭建雙軸拉伸平臺(tái),設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集模塊測(cè)定模型參數(shù),進(jìn)行直流電壓加載實(shí)驗(yàn)并分析致動(dòng)器撕裂失效、電致失穩(wěn)的原因,測(cè)試... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 介電高彈體簡(jiǎn)介
    1.3 國(guó)內(nèi)外軟體致動(dòng)器研究現(xiàn)狀
    1.4 柔順機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介及其與智能材料的兼容性
    1.5 本文的研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 DE材料性能研究
    2.1 基于熱力學(xué)原理的DE材料電致變形模型
    2.2 DE薄膜拉伸實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 設(shè)計(jì)搭建雙軸拉伸機(jī)
        2.2.2 雙軸拉伸機(jī)的控制程序
    2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量與分析
        2.3.1 拉伸實(shí)驗(yàn)及仿真分析
        2.3.2 失效形式分析
    2.4 DE材料的動(dòng)力學(xué)分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 DE錐形致動(dòng)器制作測(cè)試及改進(jìn)
    3.1 錐形致動(dòng)器設(shè)計(jì)制作及測(cè)試
        3.1.1 致動(dòng)器制作流程
        3.1.2 簡(jiǎn)化致動(dòng)器模型分析
        3.1.3 DE致動(dòng)器測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        3.1.4 致動(dòng)器外載改進(jìn)
    3.2 錐形致動(dòng)器幾何分析模型改進(jìn)
    3.3 失效形式分析
    3.4 結(jié)合雙穩(wěn)態(tài)模型改進(jìn)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于DE致動(dòng)器的應(yīng)用
    4.1 基于DE致動(dòng)的仿生魚設(shè)計(jì)
        4.1.1 胸鰭設(shè)計(jì)制作
        4.1.2 尾鰭設(shè)計(jì)制作
    4.2 基于DE致動(dòng)的爬行機(jī)器人
        4.2.1 菱形柔性外框設(shè)計(jì)及分析
        4.2.2 模型分析
        4.2.3 實(shí)物制作及測(cè)試
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文工作總結(jié)
    5.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]基于平面連桿構(gòu)型的多穩(wěn)態(tài)柔順機(jī)構(gòu)綜合與設(shè)計(jì)方法[D]. 勾燕潔.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]圓柱形介電型EAP驅(qū)動(dòng)器特性研究[D]. 羅華安.南京航空航天大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于介電彈性體智能軟材料的能量收集理論研究與器件設(shè)計(jì)[D]. 呂雄飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]介電型EAP驅(qū)動(dòng)彈跳機(jī)器人研究[D]. 欒云廣.南京航空航天大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3147319