具有对智能可穿戴设备和软具的湿度可适应性的灵活执行器
Jing Wu1, Wenjie Jiang2, Mengshang Gu2
1MOE Key Laboratory of Eco-textiles, Jiangnan University, Wuxi 214122, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 12, 2023
概括
研究人员开发了一种基于织品的湿度敏感柔性执行器 (TbHs-FA),采用成本效益较高的纤维. 这种新的执行器为智能可穿戴设备和生物医学设备提供了强大的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 织工程 织工程 织工程
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 灵活的执行器对于生物医学设备,人机接口和智能可穿戴设备至关重要.
- 现有的材料缺乏强度,面临昂贵的预处理,并且具有不清楚的变形机制,阻碍了工业生产.
研究的目的:
- 设计一个具有成本效益的,完全基于织品的湿度敏感柔性执行器 (TbHs-FA).
- 解决工业应用电流执行器的局限性.
主要方法:
- 用于执行器制造的使用的粘合剂/PET纤维.
- 结合了微观机械结构模拟和宏观能量转换分析.
- 研究可编程刚性和编织结构以提高性能.
主要成果:
- 实现了相当大的收缩力 (92.53 cN),高的启动曲率 (16.78 cm-1),以及快速响应 (264 cN s-1 和 46.61 cm-1 s-1).
- 由于可编程的刚性和编织结构,表现出较低的歇斯底里和耐疲劳性.
- 阐明了高自由度和大曲变形机制.
结论:
- 开发的TbHs-FA表现出强大的机械性能和比现有的基于织品的执行器更好的性能.
- 执行器弥合了实验室设计和实际织应用之间的差距.
- 适用于灵活的机器人,医疗设备和智能可穿戴设备.
