福建船政交通职业学院等《J APPL POLYM SCI》:基于氧化石墨烯复合材料的双响应双向弯曲致动器用于仿生软机器人

由GO薄膜真空过滤和PET薄膜热压制成。由于湿膨胀效应,GO/PET 致动器可由湿气驱动。受益于光热转换的能力以及GO和PET之间热膨胀系数的差异,GO/PET致动器可以由光驱动。此外,还提出了基于执行器的三种演示模型(包括仿生花、智能抓手和仿生蠕虫机器人),以验证致动器在实际应用中的潜力。这些演示模型表明,执行器在智能机器人领域具有巨大的应用潜力。

成果简介

智能致动器由于其驱动方式多样、形变类型多样、应用广泛等特点,已成为近年来智能材料的研究热点。然而,只能由单一刺激驱动的传统双层致动器的应用领域受到极大限制。因此,有必要开发多响应执行器以拓宽执行器的应用领域。本文,本文,福建船政交通职业学院 Kaihuai Yang和福建工程学院Mingcen Weng等研究人员在《J APPL POLYM SCI》期刊发表名为“Dual-responsive and bidirectional bending actuators based on a graphene oxide composite for bionic soft robotics”的论文,研究基于氧化石墨烯 (GO) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 复合材料的双响应和双向弯曲致动器。由GO薄膜真空过滤和PET薄膜热压制成。由于湿膨胀效应,GO/PET 致动器可由湿气驱动。受益于光热转换的能力以及GO和PET之间热膨胀系数的差异,GO/PET致动器可以由光驱动。此外,还提出了基于执行器的三种演示模型(包括仿生花、智能抓手和仿生蠕虫机器人),以验证致动器在实际应用中的潜力。这些演示模型表明,执行器在智能机器人领域具有巨大的应用潜力。

图文导读

福建船政交通职业学院等《J APPL POLYM SCI》:基于氧化石墨烯复合材料的双响应双向弯曲致动器用于仿生软机器人

图1、GO/PET 致动器的制造和表征。

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图2、GO/PET致动器的湿度驱动性能

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图3、GO/PET致动器的近红外 (NIR) 光驱动性能。

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图4、基于 GO/PET 执行器的仿生花。

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图5、基于 GO/PET执行器的智能抓手。

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图6、基于GO/PET执行器的仿生蠕虫机器人

小结

总之,通过GO薄膜的真空过滤和PET薄膜的热压制备了具有双响应特性的双层驱动器。为了验证执行器在实际应用中的潜力,提出了三种基于执行器的演示模型。第一个模型是仿生花。通过交替加湿和近红外光照射,可以表现出双向弯曲变形,模仿自然花朵的开合运动。其次,为了充分利用执行器的双向弯曲变形,提出了一种智能夹具。所提出的智能抓手可以提供两种抓取方式,包括从物体内部提起(加湿)和从物体外部抓取(光照射),可以适应实际应用。最后设计了仿生蠕虫机器人,它可以通过控制近红外辐射和加湿的刺激来上下楼。

文献:https://doi.org/10.1002/app.52014

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