High-performance dielectric elastomer unimorph bending actuators without pre-stretch

材料科学 单层压电片 执行机构 硅橡胶 复合材料 弯曲 弹性体 人工肌肉 热塑性聚氨酯 压电 电气工程 工程类
作者
Johannes Ehrlich,Peter Löschke,Holger Böse
标识
DOI:10.1117/12.2658231
摘要

Dielectric elastomer (DE) single films for bending actuators are normally used with pre-stretch to increase the performance of the actuation. However, pre-stretch requires a high effort in the production of the actuators. In this work, a simple DE bending actuator in a unimorph configuration with high actuation performance is presented. For the manufacturing of the actuator, a silicone film is coated with conductive carbon nanoparticles in a silicone matrix as electrodes on both sides and laminated with a non-stretchable, but highly bendable and light weight polymer film, which acts as a strain limiting layer. Stiffening bars on the strain limiting layer impede an uncontrolled actuator deformation. The bending angle and the displacement of the actuator tip were measured at variable field strength up to 80 kV/mm. In a single DE layer configuration with an electrode area of 50 mm x 30 mm, a bending angle of 15° and a tip displacement of 7 mm were reached. A mathematical model for the bending actuator was applied to compare experimental and theoretical results and to optimize the relevant parameters. By using thermoplastic polyurethane (TPU) as an alternative elastomer material, a bending angle of 40° and a tip displacement of 18 mm could be achieved with the same actuator dimensions and optimized parameters. The simple unimorph bending actuators are promising tools for sensitive grippers on soft robots.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
kekekelili完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
zhonghbush发布了新的文献求助10
1秒前
reck发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
kimcandy完成签到,获得积分10
1秒前
华仔应助任品贤采纳,获得10
2秒前
无花果应助急雪回风采纳,获得10
2秒前
4秒前
曾经的灵完成签到,获得积分20
4秒前
bkagyin应助小宇采纳,获得10
4秒前
许之北完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
船舵发布了新的文献求助10
4秒前
gaos完成签到,获得积分10
5秒前
念念发布了新的文献求助10
5秒前
An_mie完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
Arabella完成签到,获得积分10
6秒前
HEIKU应助追梦人采纳,获得10
6秒前
6秒前
小T儿发布了新的文献求助10
6秒前
852应助woxiangbiye采纳,获得10
6秒前
飞羽完成签到,获得积分10
7秒前
Owen应助cherry采纳,获得10
7秒前
坚定的老六完成签到,获得积分10
7秒前
协和_子鱼完成签到,获得积分0
7秒前
8秒前
Hyde完成签到,获得积分10
9秒前
小南孩完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
研友_VZG7GZ应助keyancui采纳,获得10
10秒前
康康完成签到 ,获得积分10
11秒前
英姑应助毕业就好采纳,获得10
11秒前
虚心的迎荷完成签到,获得积分10
11秒前
脑洞疼应助少侠不是菜鸟采纳,获得10
11秒前
11秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527304
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107454
关于积分的说明 9285518
捐赠科研通 2805269
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539827
邀请新用户注册赠送积分活动 716708
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709672