纳米纤维 PAN-PDMS 基于片的高性能三电式人工胡须,用于自动驱动的障碍物检测
Harris Varghese1,2, Vaishna Priya K1,2, Unnikrishnan Nair Saraswathy Hareesh1,2
1Materials Science and Technology Division, CSIR-National Institute for Interdisciplinary Science and Technology (NIIST), Thiruvananthapuram, Kerala, 695019, India.
Macromolecular rapid communications
|October 6, 2023
概括
自主机器人现在可以使用自动化的人工胡须来检测障碍物. 这种 triboelectric纳米发电机 (TENG) 技术提供了一个无电池的解决方案,用于增强机器人导航和传感.
科学领域:
- 机器人技术和自主系统
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 自主移动机器人需要有效的障碍探测,以便在未知的环境中进行导航.
- 物联网 (IoT) 需要自动供电的传感器,使电池在广泛部署方面变得不那么实用.
- 触觉感知为机器人感知提供了一个有希望的途径,模仿生物系统.
研究的目的:
- 为了证明自动驱动的障碍物检测自主移动机器人使用一个 triboelectric 人工胡须 (TAW).
- 开发和描述一个用于触觉感应应用的 triboelectric 纳米发电机 (TENG).
- 通过电技术来研究TENG的性能提升.
主要方法:
- 制造一种带有 triboelectric 传感器的 triboelectric 人工胡须 (TAW).
- 使用电聚烯 (PAN) 纳米纤维和聚甲基 (PDMS) 薄膜来构建TENG.
- 在机械力下特征TENG的电力输出 (电压,电流密度,功率输送).
主要成果:
- 在机械接触障碍物时,TAW成功地产生了电信号,使触觉感知成为可能.
- 该TENG实现了相当大的输出电压720V和电流密度为5mA m-2.2.
- 与非表面修改版本相比,PAN纳米纤维的电将TENG的功率密度提高了3.4倍,在10N力下达到最大1.7W m−2.
- 在TENG演示了充电电容和电源小型电子设备,如计算器和温度计的能力.
结论:
- 开发的TAW为自动驾驶机器人中障碍物检测提供了一个可行的自动驾驶解决方案.
- 基于电PAN纳米纤维的TENG在触摸感应和能量收集方面表现出高性能.
- 这项技术为无电池的机器人系统和自动供电的电子设备铺平了道路.
