- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
弹性光机械开关的简易合成及其自修复特性
摘要： 本文介绍了一种简单的两阶段方法，用于合成和编程光机械弹性体（PME），以实现软体机器人中光驱动的类人工肌肉动作。首先，通过两步逐步增长聚合反应将光致变色偶氮苯分子共价连接到聚氨酯主链上。接着，施加机械对齐以诱导PME驱动薄膜产生各向异性变形。通过动态氢键交联的PME还具有无需外部能量输入的自主自愈特性。这种自愈能力使得PME薄膜只需进行单次对齐步骤，随后即可通过"剪切粘贴"组装，利用单一自由度的光学输入实现自折叠软体机械手的多轴驱动。
关键词： 刺激响应型自修复弹性体、软体机器人、光机械效应、执行器
更新于2025-09-23 15:23:52
-
[应用科学与技术中的SpringerBriefs] 功能梯度压电执行器的振动分析 ||
摘要： 本书源于作者运用压电材料现代概念改进传感器与执行器设计的强烈愿望。为此，作者开展了博士研究，相关成果最终汇成本书。开篇重点阐述压电材料的基本理论、应用及缺陷，简要介绍不同压电效应产生的变形类型，继而阐释功能梯度材料（FGM）在压电材料梯度特性设计中的应用理念，并概述功能梯度压电材料（FGPM）的工程应用。后续章节对FGPM执行器进行模态分析，研究梁和环形板两类执行器几何结构，详细分析各参数对固有频率的影响。书中还详述了采用的新型数值方法——广义微分求积法（GDQ），并拓展该方法用于FGPM结构分析。全书核心聚焦于运用GDQ方法分析剪切激励下FGPM执行器的振动特性。
关键词： 剪切效应、压电材料、功能梯度材料、振动分析、执行器、广义微分求积法
更新于2025-09-23 15:23:52
-
电润湿驱动下液滴的振荡动力学
摘要： 介电润湿（EWOD）驱动过程的动态行为与被驱动极性液滴的特定流体特性相关。驱动后，惯性会使液滴产生振荡，其接触角会渐近地趋近于新形成的表面张力平衡值。这些振荡的衰减行为、频率和振幅与密度、粘度和质量等材料参数有关。在本研究中，我们探究了这些振荡的特性，展示了模拟结果，并搭建了测量装置以首次观测去离子水液滴的振荡现象。结果表明，两种接地方案存在很大差异，尤其是在气液界面的动态运动方面。事实证明，仅采用底部电气接地才能产生可利用的振荡。最后，我们指出了其在未来芯片实验室应用中的潜力。
关键词： 执行器、有限元模拟、电润湿、粘度传感、液滴振荡、芯片实验室
更新于2025-09-23 15:22:29
-
[IEEE 2018年第25届国际集成电路与系统混合设计会议(MIXDES) - 波兰格丁尼亚(2018年6月21日-23日)] 2018年第25届国际集成电路与系统混合设计会议(MIXDES) - 压电执行器控制用D类放大器输出级优化
摘要： 介绍了一种用于小型化激光通信中微机电执行器的压电驱动器设计。该驱动器因作为微机电系统（MEMS）执行器而面临尺寸和功率限制带来的诸多挑战。受限于小型化要求，驱动器必须集成在执行器内部，这进一步制约了其尺寸与功率。对于仅产生20W热量的激光通信?？椋↙TM），线性放大器的低效率因其散热问题成为主要缺陷。相比非开关方案，开关E类放大器能以高频谐波为代价实现卓越效率，从而在不增加额外散热的情况下提供更高输出功率——但这种效率提升需通过实施高能效干扰（HEEI）和总谐波失真（THD）来抑制高频谐波。使用E类放大器高频驱动压电执行器等容性负载时，需要匹配网络来实现目标输出功率。测试采用定制的压电堆叠执行器驱动器模型，参数包括270V峰峰值电压、500kHz开关频率，以及2.1nF至20nF范围的容性负载。
关键词： 执行器、驱动器、放大器、失真、LTM.2、输出级、开关电源、E类、总计、LTM、总谐波失真、微机电系统、谐波、传输、电信、激光、?？?、高能效、高效能集成、干扰、压电、微机电
更新于2025-09-23 15:22:29
-
光活性功能软材料（制备、性能与应用）|| 光热效应驱动的软材料及其应用
摘要： 我们周围遍布软性材料。人体大多数器官都由软性材料构成。软性材料的一个决定性特征是它们能轻易被外部刺激和应力形变——即便室温下存在的热能也足以引发显著形变。德·热纳在1991年诺贝尔演讲中强调"柔韧性"是软性材料的本质特性。胶体、聚合物、液晶、凝胶及生物材料均属此类。作为自然界普遍存在的物质，软性材料持续启发着科学家与工程师设计制造智能响应材料系统，既用于基础原理研究，也应用于器件研发和医疗健康领域。由此发展出的各类工程化软性材料在现代技术中发挥着关键作用：软纳米技术、软体机器人和软光刻等技术，都体现了软性材料在生物学与工程学中的深远影响。软性材料构成了现代科学最具活力的跨学科前沿领域之一，其理论基础涵盖多元实验与计算体系。虽然纯净态软性材料已获广泛应用，但近期通过整合其他功能材料制备软性复合材料已成为常见做法，以此实现具有增强性能的先进可调材料以满足高科技应用需求。将光热剂掺入软性材料基质正是这类新兴方法之一。
关键词： 纳米复合材料、软材料、液晶、光热疗法、聚合物、凝胶、光热效应、执行器、药物递送
更新于2025-09-23 15:21:01
-
光活性功能软材料（制备、性能与应用）|| 光响应性聚烯烃
摘要： 大自然在生命生化结构的审美性、精确控制的复杂性及其运作方式上无可匹敌。自然界这些精妙的功能性层级结构主要由多肽和多糖等生物聚合物构成，它们经过长期进化，能够对从分子到宏观层面的各种不利外部刺激作出响应，包括颜色、形状、孔隙率和刚度的变化。最常用的合成大宗聚合物是聚烯烃。但与大多数已知合成聚合物一样，聚烯烃的功能特性是静态的。挑战在于基于聚烯烃等大宗聚合物开发具有商业可行性的刺激响应型聚合物材料。若能使其对外部刺激（如光）产生响应，这类光响应材料将在光学存储、传感器、执行器、人工肌肉和软体机器人等领域获得广泛应用。本章将简要讨论光响应聚合物系统及光响应大宗聚合物的需求，随后通过典型案例介绍光响应聚烯烃的最新进展，并进一步探讨该领域面临的挑战与未来发展方向。
关键词： 光响应性、执行器、软体机器人、聚烯烃、大宗聚合物、刺激响应性、光响应性
更新于2025-09-23 15:21:01
-
工业与生物医学应用的纳米与微制造 || 微机械换能器
摘要： 微型化基于微机械的换能器被广泛应用于众多不同的科学领域和行业。在本章中，我们以简单组件为例，探讨这一庞大而重要的设备类别的基本概念?；荒芷髦掷嗉浞倍啵虼讼癖臼樘峁┑恼庵置枋鲂愿攀?，最好从用户的角度来理解。对换能器最容易理解的定义之一是，它们将能量从一种形式转换为另一种形式。这种观点也表明，并没有单一的设计规则。设计者需要从一系列实际情况出发，在特定应用中实现所需的换能原理。
关键词： 微细加工、微机电系统、微机械换能器、执行器、传感器
更新于2025-09-23 15:21:01
-
一步激光直写法制备的可编程石墨烯基湿度和热驱动执行器
摘要： 智能材料正受到越来越多的关注，在智能执行器中发挥着重要作用，其中具有Janus结构的薄膜因其固有响应能力而被广泛应用。本文报道了一种高度简化的激光直写法制备氧化石墨烯（GO）/还原氧化石墨烯（rGO）Janus薄膜的方法。通过调节激光输出功率，可单步精确还原GO均质薄膜，并可控地还原特定厚度形成GO/rGO Janus薄膜。我们对所得GO/rGO薄膜的结构和化学成分进行了表征，实验测定了其对环境温湿度的响应性。测试了不同厚度Janus薄膜的响应性能，其中15微米厚度的薄膜表现最佳。这些Janus薄膜被制成多种执行器，包括仿生可移动爬行器和能按计划改变湿度抓取叶片的夹持器。此外，我们还设计了一款可预先编程并执行预定动作的猜拳机器人。
关键词： 还原氧化石墨烯，执行器，Janus结构，氧化石墨烯，激光直写
更新于2025-09-23 15:19:57
-
薄膜的光诱导形状变形
摘要： 利用光将二维薄片转变为三维结构在远程控制制造、表面调控和驱动领域备受关注。过去数十年间，人们已投入大量精力研发包含光化学或光热元件的材料体系，以响应光照产生形变。然而这些材料中化学、光学与力学之间的相互作用机制尚未被充分理解。本综述通过阐述光致应力的基础物理原理及其在近期文献中的应用，介绍了此类体系的形状变形机理。此外，我们系统评述了光化学与光热体系的关键设计特征，并对这一快速发展的领域所面临的机遇与挑战提出了见解。
关键词： 软材料、薄膜力学、光力学、聚合物、光响应材料、形状变形、执行器
更新于2025-09-22 20:27:59
-
预载悬臂梁非线性压电执行器
摘要： 压电驱动广泛应用于智能结构系统的主动振动控制，相关研究主要集中于线性机电装置。本文研究了一种新型压电执行器的设计与分析，该执行器采用带加载弹簧的压电悬臂梁产生位移输出。该装置具有动能与势能转换相关的特殊非线性特性，可在较低电压下增大输出位移。通过拉格朗日函数和欧拉-拉格朗日方程建立解析模型，利用MATLAB进行数值仿真，并通过实验验证其增强性能。采用不同预紧力加载弹簧的实验装置对模型进行验证，呈现三种典型工况：线性系统、预弯梁低固有频率系统及屈曲梁系统。本研究的创新假设在于利用非线性现象提升压电执行器位移输出效能。最具实用价值的构型为预弯梁工况，该系统具有低固有频率、高振幅位移及稳定平衡位置等优势。
关键词： 压电、悬臂梁、哈密顿原理、执行器、预张力、换能器
更新于2025-09-23 18:06:53