课题基金 / 基金详情

可自修复的电流体驱动柔性执行器研究

批准号:
52105070
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张超
依托单位:
学科分类:
传动与驱动
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张超

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
流体驱动柔性执行器具有设计灵活度高,作动行程大以及价格低廉等优点,是目前研究和应用最为广泛的软体机器人驱动技术。然而,其发展仍然面临一些重要挑战。传统刚性泵或压缩机等流体动力源的体积和重量过大,严重降低了柔性执行器的可携带性。基于化学反应或相变等新方法的流体驱动柔性执行器的可携带性好,但它们存在可控性能差等缺点。此外,柔性执行器也存在流体泄漏风险。为此,本项目拟研发同时具备可携带性好、作动性能优异、可控性高以及可自修复等优点的电流体驱动柔性执行器。针对柔性执行器的作动特性、自修复特性以及电/液/固多场耦合理论等问题进行基础研究,揭示外加电信号参数以及执行器结构、材料参数对执行器作动特性的影响规律,探明柔性执行器的自修复特性及其影响规律,明晰电/液/固多场耦合理论,形成一套电流体驱动柔性执行器的优化设计理论与高效制作方法,为高性能电流体驱动柔性执行器的开发提供理论依据和技术支持。
英文摘要
Fluid-driven flexible actuator has the advantages of high design flexibility, large actuation stroke, and low cost, which is the most widely studied and applied actuation technology of soft robots. However, its development still faces several important challenges. The volume and weight of traditional rigid pump or compressor are too large, seriously reducing the portability of flexible actuators. Fluid-driven flexible actuators based on novel methods such as chemical reaction or phase change have good portability, but they have disadvantages such as poor controllability, etc. Additionally, the fluid-driven flexible actuators also have the risk of fluid leakage. Therefore, this project intends to develop electrohydraulic-driven flexible actuators with good portability, excellent actuation performance, high controllability, and self-repairing capability. Fundamental researches on actuation characteristics, self-repairing characteristics, and electric/liquid/solid multi-field coupling theory of flexible actuator will be carried out. The influence of external electrical signal parameters, and actuator structure and material parameters on the actuation characteristics of flexible actuator will be revealed; the self-repairing characteristics and influence law of flexible actuator will be explored; the electric/liquid/solid multi-field coupling theory will be clarified; and the optimal design theory and efficient manufacturing method of the actuator will be formed. This study will provide theoretical basis and technical support for the development of high-performance electrohydraulic-driven flexible actuators.
流体动力驱动柔性执行器具有设计灵活度高,作动行程大且价格低廉等优点,是研究和应用最为广泛的柔性机器人驱动技术。然而,流体动力驱动柔性执行器目前的发展仍然面临一项重要挑战:传统刚性泵或阀等流体动力元器件的体积和重量大,严重降低了执行器的可携带性,限制了柔性机器人技术的进步和发展。申请人研制出同时具备可携带性好、输出性能优异、可控性高以及可自修复等优点的电响应流体驱动柔性泵及其执行器。针对电流体柔性泵及其执行器的输出特性、自修复特性以及电-液多场耦合理论等问题进行基础研究,揭示了外加电信号参数对流体动力驱动的影响规律,发明了具有自修复功能的电响应流体,揭示了电流体电-液多场耦合理论,形成一套电流体驱动柔性泵及其执行器的结构优化设计理论与多材料3D打印方法,为高性能电流体驱动柔性泵及其执行器的开发提供理论依据和技术支持,并实现了相关柔性泵及其执行器在可穿戴装备和仿生机器人,具有较好的潜在应用价值。
可聚合低共熔溶剂固态离子凝胶膜的可控构 筑及其 CO2 分离性能研究
  • 批准号:
    Z24E030002
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    张超
  • 依托单位:
基于超声定位显微镜技术的2型糖尿病病程可视化研究
  • 批准号:
    82371968
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    张超
  • 依托单位:
PDMS支撑纳米凝胶薄层复合膜的可控构筑与CO2的高效分离研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    张超
  • 依托单位:
粒子变分推断中的梯度流问题
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    张超
  • 依托单位:
国内基金
海外基金