电热驱动的碳纳米管纤维人造肌肉,具有内体灵感的外和多纤维核心
Sufeng Zhu1, Zenghui Zhao1, Jiangtao Di2
1School of Materials Science and Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, 116024, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 14, 2025
概括
这项研究引入了使用碳纳米管 (CNT) 纤维的内体灵感外人工肌肉 (ESM). 这些新型ESM实现了创纪录的收缩应力,克服了软机器人和智能控制应用中的局限性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 碳纳米管 (CNT) 纤维人工肌肉为软机器人提供灵活性和快速响应.
- 目前的CNT肌肉在高负荷下面临着收缩性中风和应力方面的限制,这阻碍了实际使用.
研究的目的:
- 为了开发新的人工肌肉,灵感来自肌肉纤维的内膜结构.
- 为了提高收缩性能,特别是应力和冲击,用于高负荷应用.
主要方法:
- 设计了以内为灵感的外人工肌肉 (ESM),配有聚甲基 (PDMS) 和CNT纤维芯.
- 在各种负载条件下,研究了执行性能,包括收缩应力和冲击.
主要成果:
- 达到40.1MPa的最大收缩应力,这是电热驱动的CNT纤维人工肌肉中报告的最高值.
- 即使在重负荷下,也表现出显著的收缩性冲击和高工作能力.
- 开发了一种由单个ESM驱动的承载载荷爬行机器人.
结论:
- ESM代表了人工肌肉技术的重大进步,克服了以前的性能限制.
- 欧洲软机器人的高性能和承载能力显示出在软机器人领域及其他领域实践应用的巨大潜力.
