摘要：采用叠层ipmc为片状脚,设计左右非对称分布的八脚机器爬虫模型,通过输入电压波形实现动力驱动.运用刚-柔混合技术,确定柔性体片状脚与刚性体地面接触模式,设计合理的行走步态,获得向前不间断的动力驱动.整个分析过程借助于ANSYS和ADAMS有限元分析软件完成,在ANSYS中建模,并获取32阶模态,通过ADAMS分析完成八脚机器爬虫的运动分析.经参数研究发现,较小的动力驱动和较高的驱动频率既能让机器爬虫保持一定速度,又能使其载重得到一定程度增加,且整体稳定性良好.

摘要：为研究基膜预处理和离子聚合物金属复合物(ipmc)内部不同的水合阳离子对ipmc性能的影响,通过化学还原反应制备基膜粗化处理和未粗化处理的ipmc,将其分别保存在含Na^(+)和含Li^(+)的溶液中,并设计测试系统进行实验研究.结果表明,内部阳离子为Li^(+)的ipmc的致动性能比内部阳离子为Na^(+)的ipmc更佳;在直流电压驱动下,ipmc的致动性能比在交流电压驱动下好;未粗化的ipmc的致动性能比粗化的ipmc更好,当在直流电压(3~4 V)驱动下时,未粗化的ipmc的变形位移量和输出力约为粗化的ipmc的5倍.该实验结果为后续研究提供了一定的参考.

摘要：针对ATCA构架体系中由ipmc没有完全按照规范要求设计而引发的兼容性差的问题,提出一种基于ARM 9的通用ipmc载板设计方案;该方案以ARM 9嵌入式微处理器为核心,设计了合理的硬件电路,符合PICMG 3.0规范和IPMI 2.0标准,可以适应各种背景的ATCA板卡管理;选取Radisys机箱作为实验平台,ipmc载板可以实现对ATCA板卡的管理并且与机箱管理进行可靠通信,有效验证了载板的可行性和通用性;通过将载板搭载在不同的FRU上进行实验,结果证明载板具有良好的兼容性。

摘要：为克服传统空间飞行器在轨抓捕机构传动链多,耗能大,结构复杂等缺点,基于离子聚合物金属复合材料(ipmc)驱动电压低的特点,研制了一款五指柔性抓捕机构。通过修饰ipmc的端部,有效增加了抓捕机构的工作长度和粘附力,ipmc的柔顺特性使其在抓取物体时会贴附于被抓物体表面不会破坏物体表面结构。抓捕机构在直流±3 V的驱动电压下能够实现内收和外翻两种不同方式的抓取,消耗功率小、结构简单、操作方便,可行性得到了验证,有望应用于空间飞行器的在轨捕获系统。

摘要：为了使ipmc人工肌肉在仿生机器人中得到更好的应用,其期望的位置必须能够精确地控制.针对ipmc表现出的强非线性以及模型不确定性,首先采用滑模变结构对其进行控制,实现了在不确定因素下的系统鲁棒稳定,然后采用PI外环控制器对其进行跟踪,最后将神经网络应用到PI外环跟踪控制器的设计中.仿真结果表明,该系统不仅能够实现含有不确定性的ipmc人工肌肉精确位置跟踪,而且能在模型不确定性以及外部因素干扰下依旧保持稳定,鲁棒性能好.

摘要：离子聚合物金属复合材料(ipmc)是一种典型的电活性聚合物。以Nafion117离子交换膜为基体,用化学沉积方法制备利用金属铂(Pt)作为电极的ipmc材料(Pt-ipmc),并利用扫描电镜对Pt-ipmc样件的微观形貌进行观察。结果表明,Pt-ipmc的电极具有良好的沉积效果,样件的电极层厚达20μm;在3 V直流电压的驱动下,电致动位移达到90°。实验对基膜和样件含水率进行了测试,并搭建ipmc力学测试平台,对ipmc静态输出拉力进行测试。测试结果表明:在0～5.5 V直流电压范围内,样件的输出拉力与直流驱动电压近似呈线性关系,最大拉力可达到159.05 mN;当电压超过5.5 V时,输出拉力发生跃变。

摘要：设计了一种基于离子聚合物金属复合物ipmc电致动材料的LED灯控制开关电路,采用化学镀的方法制备了ipmc,采用3D增材打印制造了驱动装置的整体结构,并对驱动装置内部电路进行了设计。通过驱动装置驱动ipmc的变形,成功控制了LED灯的闭合与断开,验证了该控制电路的可行性。

摘要：ipmc是一种智能材料,可作为柔性驱动器/传感器使用。针对目前ipmc智能材料的机械电子特性,即ipmc被动产生一定的物理形变后会在其厚度方向上产生可观的微小电压的特性,设计了一种新型的基于ipmc智能材料的微型发电装置。该方法通过悬臂梁受力变形的原理设计了发电装置的结构,同时设计了一种新型的机械全桥整流法对ipmc产生的电流进行处理,通过这种整流法,可以对ipmc输出的电流进行无损耗的采集。最后采用Lab VIEW软件,对所产生的电压信号进行检测。本设计具有结构简单、实现容易、携带方便、可随时随地发电等特点。

摘要：设计了一种用于ipmc电制动聚合物的驱动电路,该驱动电路能够提供ipmc低频双极性的可程控信号,输出信号的功率可以达到2W,具有很强的带电流能力。控制系统的主控芯片为AT-mega16单片机,外部电路包括D/A数模转换模块、信号发生模块和信号放大模块3大部分。设计了输出信号的控制软件,可以输出方波、三角波、正弦波和组合波形。通过将该控制系统与信号发生器驱动ipmc的输出结果进行比较,进一步验证了控制系统的可行性。

摘要：墨鱼是一种常见的海生鱼类,其在逃生时的快速运动机制具有良好的机动性,该机制通过柔软的外套膜快速收缩实现喷射推进。离子聚合物金属复合材料(ipmc)是一种具有大变形的柔性驱动材料,被广泛应用于水下仿生机器人,可通过其柔性变形模拟墨鱼喷射运动中的外套膜收缩。因而本文基于墨鱼的喷射推进原理,采用ipmc作为驱动器,研制了一种仿墨鱼喷射装置,该装置可实现水下连续喷射推进。首先,设计了喷射装置的结构;然后,通过仿真对一些结构参数进行了优化;最后,制作了样机并对其进行了游动性能测试。经过测试,推进装置平均推进速度为1mm/s,瞬时推进速度为10mm/s,推进力为0.782mN,推进效率为2.38%。该装置的研究为ipmc材料的水下驱动机制提供了一种新的思路。