基于介电弹性体的驱动器研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.11.023

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (11): 161-172.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.11.023

• 综述 • 上一篇

基于介电弹性体的驱动器研究进展

邓亚峰¹(), 周洪福², 李全来¹, 李建¹

^1. 北京工商大学人工智能学院，北京 100048
^2. 北京工商大学化学与材料工程学院，北京 100048

收稿日期:2021-03-19 出版日期:2021-11-26 发布日期:2021-11-23
作者简介:邓亚峰（1978-），博士，副教授，研究方向：无线电能传输，dengyafeng@th.btbu.edu.cn

Research Progress in Actuator Based on Dielectric Elastomer

DENG Yafeng¹(), ZHOU Hongfu², LI Quanlai¹, LI Jian¹

^1. School of Artificial Intellgence，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China
^2. School of Chemistry and Materials Engineering，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China

Received:2021-03-19 Online:2021-11-26 Published:2021-11-23

摘要/Abstract

摘要：

针对目前介电弹性体驱动器成本高、能量转换效率低等问题，简要介绍了介电弹性体发电的基本原理及拉伸模式的研究进展，总结了国内外不同基于介电弹性体驱动器的构型研究进展，对不同类型的驱动器特点及适用场合进行了分析，并对它们的性能特征、加工技术和潜在应用等方面进行了讨论。最后阐述了当前介电弹性体驱动器研究方面亟待解决的问题，并对进一步解决上述问题提出了建议。

关键词: 介电弹性体, 驱动器, 拉伸模式, 机电耦合

Abstract:

To solve the problems of high cost and low energy conversion efficiency of dielectroelastic actuator， the basic principle of dielectroelastic power generation and the research progress in its stretching mode were briefly introduced. The research progress in different configurations based on dielectroelastic actuator at home and abroad was also reviewed. The characteristics and application occasions of different types of actuators were analyzed， and their performance characteristics， mechanical properties and application modes were discused. Their processing technology and potential applications were introduced. Finally， the problems in the field of dielectroelastic actuators were described， and some suggestions on the solutions of these problems were proposed.

Key words: dielectric elastomer, actuator, stretch mode, electromechanical coupling

中图分类号:

TQ 325

邓亚峰, 周洪福, 李全来, 李建. 基于介电弹性体的驱动器研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(11): 161-172.

DENG Yafeng, ZHOU Hongfu, LI Quanlai, LI Jian. Research Progress in Actuator Based on Dielectric Elastomer[J]. China Plastics, 2021, 35(11): 161-172.

图/表 27

图1 DEA工作原理

Fig.1 Working principle of DEA

图2 单轴拉伸装置

Fig.2 Uniaxial tension device

图3 Moretti研制的DEA

Fig.3 DEA developed by Moretti

图4 DEA基本构型

Fig.4 Basic configuration of DEA

图5 常见卷轴型驱动器［36］

Fig.5 Common reel scroll actuator［36］

图6 驱动器位移实验

Fig.6 Displacement experiment of actuator

图7 Menon研制的潜水服护腕

Fig.7 Wrist guard developed by Menon

图8 堆叠型驱动器

Fig.8 Stacked actuator

图9 Kovacs研制的堆叠型DEA

Fig.9 Stacked DEA developed by Kovacs

图10 折叠型驱动器

Fig.10 Folding actuator

图11 Jun Shintake研制的折叠驱动器

Fig.11 Folding actuator developed by Jun Shinlake

图12 螺旋结构驱动器器示意图

Fig.12 Schematic of helix structure actuator

图13 螺旋型DEA

Fig.13 Helix DEA

图14 三关节扑翼机器人

Fig.14 Three?joint flapping wing robot

图15 卷曲式仿生扑翼

Fig.15 Curly bionic flapping wing

图16 Luan研制的锥形驱动器

Fig.16 Conical actuator developed by Luan

图17 Branz F研制的双锥形驱动器

Fig.17 Biconical actuator developed by Branz F

图18 Plante研制菱形驱动器

Fig.18 Diamond actuator developed by Plante

图19 王化明研制的菱形DEA

Fig.19 Diamond DEA developed by Wang Huaming

图20 多段弯曲手指型驱动器

Fig.20 Multi segment curved finger actuator

图21 Clean space1卫星的工作过程

Fig.21 Working process of clean space1 satellite

图22 Anderson研制的旋转马达

Fig.22 Rotary motor developed by Anderson

图23 Remi研制的旋转驱动器

Fig.23 Rotary actuator developed by Remi

图24 球形驱动器

Fig.24 Spherical actuator

图25 夹持器

Fig.25 Gripper

图26 管状DE实验装置原理图

Fig.26 Schematic diagram of tubular DE experimental device

驱动类型	结构特性	峰值应变/%	电压/kV	应用场合
单介电驱动器	单层DE构成	-	-	应用广泛
双介电驱动器^［30］	从动板?驱动板的双层复合结构	-	-	软体机器人驱动部件
推拉式驱动器^［31］	DE固定在有两个有源电极区域和非活性空间的框架上	20	0.3	-
卷轴型驱动器^［32?38］	线性弹簧为支撑结构，DE卷绕在弹簧表面	30	6.0	模仿外骨骼肌肉组织
圆柱型驱动器^［38?50］	DE膜层卷绕形成	27	4.4	地面移动机器人、柔性仿生机器人
堆叠型驱动器^［51?55］	DE堆叠而成	46	4.1	触觉显示设备、人造肌肉、气动阀、主动悬架等
折叠型驱动器^［56?58］	DE薄膜折叠成手风琴样式	-15	12 V/μm （电场强度）	人机界面、太空中的可展开臂架等
螺旋型驱动器^［56］	使驱动器伸缩的螺旋形结构	-3~-5	15 V/μm （电场强度）	驱动机器人脸部的眼球
扑翼型驱动器^［59?61］	多段DE驱动机构拼接而成	-	-	仿昆虫扑翼装置
锥形驱动器^［62?70］	将锥形面制作为驱动器	-	6.0	弹跳机器人、医学上的精确给药、微型换能器等领域
菱形驱动器^［71?75］	柔性铰接框固定的平面薄膜结构	57	5.5	弹跳机器人、驱动康复设备
多段型驱动器^［76?78］	平面分段式结构	-	2.0	收集太空垃圾
旋转驱动器^［79?81］	介电弹性体、外围硬质框、内部执行部件以及电极组成	-	-	旋转马达
球形驱动器^［82?90］	通过充气的方法使介电弹性体形成球形或半球形	-	-	天线、扬声器
蝴蝶型驱动器^［91］	DE由领结形刚性框架支撑，两个半部分与中间的柔性铰链相连接	-	-	为各种动画系统如眼睛、脸部、皮肤等提供驱动

驱动类型	结构特性	峰值应变/%	电压/kV	应用场合
单介电驱动器	单层DE构成	-	-	应用广泛
双介电驱动器^［30］	从动板?驱动板的双层复合结构	-	-	软体机器人驱动部件
推拉式驱动器^［31］	DE固定在有两个有源电极区域和非活性空间的框架上	20	0.3	-
卷轴型驱动器^［32?38］	线性弹簧为支撑结构，DE卷绕在弹簧表面	30	6.0	模仿外骨骼肌肉组织
圆柱型驱动器^［38?50］	DE膜层卷绕形成	27	4.4	地面移动机器人、柔性仿生机器人
堆叠型驱动器^［51?55］	DE堆叠而成	46	4.1	触觉显示设备、人造肌肉、气动阀、主动悬架等
折叠型驱动器^［56?58］	DE薄膜折叠成手风琴样式	-15	12 V/μm （电场强度）	人机界面、太空中的可展开臂架等
螺旋型驱动器^［56］	使驱动器伸缩的螺旋形结构	-3~-5	15 V/μm （电场强度）	驱动机器人脸部的眼球
扑翼型驱动器^［59?61］	多段DE驱动机构拼接而成	-	-	仿昆虫扑翼装置
锥形驱动器^［62?70］	将锥形面制作为驱动器	-	6.0	弹跳机器人、医学上的精确给药、微型换能器等领域
菱形驱动器^［71?75］	柔性铰接框固定的平面薄膜结构	57	5.5	弹跳机器人、驱动康复设备
多段型驱动器^［76?78］	平面分段式结构	-	2.0	收集太空垃圾
旋转驱动器^［79?81］	介电弹性体、外围硬质框、内部执行部件以及电极组成	-	-	旋转马达
球形驱动器^［82?90］	通过充气的方法使介电弹性体形成球形或半球形	-	-	天线、扬声器
蝴蝶型驱动器^［91］	DE由领结形刚性框架支撑，两个半部分与中间的柔性铰链相连接	-	-	为各种动画系统如眼睛、脸部、皮肤等提供驱动

表1 DEA的性能比较

Tab.1 Performance comparison of DEA

表1 DEA的性能比较

Tab.1 Performance comparison of DEA

参考文献 98

1	刘立武 .电活性介电弹性体的本构理论和稳定性［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2011.
2	LU T ， CHIANG F C ， HUANG J ，et al .Highly Deformable Actuators Made of Dielectric Elastomers Clamped by Rigid Rings［J］.Journal of Applied Physics，2014，115（18）：105⁃106.
3	ANDERSON I A ， GISBY T A ， MCKAY T G ， et al . Multi⁃functional Dielectric Elastomer Artificial Muscles for Soft and Smart Machines［J］.Journal of Applied Physics，2012，112（4）：101⁃120.
4	朱黎辉 .电活性介电弹性体膜型材料电致应变特性的研究［D］.吉林：吉林大学，2011.
5	MCKAY T G ，ROSSETS， ANDERSON I A ，et al . Dielectric Elastomer Generators that Stack up ［J］.Smart Materials and Structures.2015，24（1）：5 014⁃5 022.
6	JURGEN M ， CHRISTIAN G .Dielectric Elastomers for Hydro Power Harvesting［J］.Smart Materials and Structures，2012，21（6）：6⁃18.
7	魏民 .介电高弹性体驱动器电力学性能研究［D］.南京：南京理工大学，2019.
8	ZAKARIA S ， YU L ， KOFOD G ，et al . The Influence of Static Pre⁃stretching on the Mechanical Ageing of Filled Si⁃licone Rubbers for Dielectric Elastomer Applications［J］.Materials Today Communications，2015，4：204⁃213.
9	WAN C ， BOWEN C R .Multiscale⁃structuring of Polyviny⁃lidene Fluoride for Energy Harvesting ：the Impact of Molecular⁃micro and Macro⁃structure［J］.Journal of Materials Chemistry A，2017，5（7）： 3 091⁃3 128.
10	DURANTIM，RIGHIM， VERTECHY R ，et al .A New Class of Variable Capacitance Generators Based on the Dielectric Fluid Transducer［J］.Smart Materials and Structures，2017，26（11）：1⁃26.
11	JIANG L ， BETTS E A ， KENNEDY D ，et al .Improving the Electromechanical Performance of Dielectric Elastomers Using Silicone Rubber and Dopamine Coated Barium Titanate［J］. Materials & Design， 2015，85：733⁃742.
12	WANG H ， ZHU Y ， WANG L ，et al .Experimental Investigation on Energy Conversion for Dielectric Electroactive Polymer Generator［J］.Journal of Intelligent Material Systems and Structures，2012，23 （8）：885⁃895.
13	VERTECHY R ， FONTANA M ， STIUBIANU G ，et al .Open⁃access Dielectric Elastomer Material Database ［C］//Electroactive Polymer Actuators and Devices（EAPAD）2014. International Society for Optics and Photo⁃nics，2014，9056：90561R.
14	樊亚玲，杨宏亮 .纯剪切条件下介电弹性体驱动器机电稳定性分析［J］.机电一体化，2016（4）：34⁃36，59.
	FAN Y L ， YANG H L .Electromechanical Stability Ana⁃lysis for the DE Actuator with Pure Shear Deformation［J］.Mechatronics，2016（4）：34⁃36，59.
15	葛彩军 .介电弹性体发电机机电耦合机理研究［D］.金华：浙江师范大学，2013.
16	GRAF C ， HITZBLECK J ， FELLER T ，et al .Optimized Energy Harvesting Materials and Generator Design［C］//Electroactive Polymer Actuators and Devices（EAPAD）2013. International Society for Optics and Photonics，2013，8687：86870N.
17	樊亚玲，杨宏亮 .单轴预拉伸下电致应变智能材料介电弹性体驱动器机电稳定性分析［J］.材料开发与应用，2016（3）：65⁃70.
	FAN Y L ， YANG H L .Analysis for Electromechanical Stability of the DE Actuator with Uniaxial Pre⁃stretch［J］.Development and Application of Materials，2016（3）：65⁃70.
18	HUANG J ， SHIAN S ， SUO Z ，et al .Maximizing the Energy Density of Dielectric Elastomer Generators Using Equi⁃biaxial Ioading［J］.Advanced Functional Materials，2013，23（40）：5 056 ⁃5 061.
19	WANG Y I ， ZHANG J X ， WANG X H ，et al .Energy Diagrams of Dielectric Elastomer Generators under Different Types of Deformation［J］，Chinese Physics Letters，2013，30（6）：066103.
20	ZHAO X ， SUO Z .Electromechanical Instability in Semiciystalline Polymers［J］.Applied Physics Letters，2009，95（3）：031904.
21	LV X ， LIU L ， LIU Y ，et al .Dielectric Elastomer Energy Harvesting：Maximal Converted Energy， Viscoelastic Dissipation and a Wave Power Generator［J］.Smart Materials and Structures，2015，24（11）：115036.
22	HAMDI A ， ABDELAZIZ M N ， HOCINE A ，et al .A Fracture Criterion of Rubber⁃like Materials under Plane Stress Conditions［J］.Polymer Testing，2006，25（8）：994⁃1 005.
23	SASSO M ，PALMIERIG，CHLAPPINIG，et al .Characterization of Hyperelastic Rubber⁃like Materials by Biaxial and Uniaxial Stretching Tests Based on Optical Methods［J］.Polymer Testing，2008，27（8）：995⁃1 004.
24	MORETTI G R ， VERTECHY R ，et al .Fabrication and Test of an Inflated Circular Diaphragm Dielectric Elastomer Generator Based on PDMS Rubber Composite［J］.Polymers，2017，9（7）： 283.
25	樊亚玲，杨宏亮 .等双轴预拉伸下介电弹性体驱动器力电稳定性分析［J］.金属功能材料，2016，23（2）：40⁃44.
	FAN Y L ， YANG H L .Electromechanical Stability Analysis for the DE Actuator with Biaxial Pre⁃stretch［J］.Metallic Functional Materials，2016，23（2）：40⁃44.
26	Generator［J］.Applied Physics Letters，2012，101（3）：033904.
27	LEE R H ， BASULI U ，LYU M Y，et al .Fabrication and Performance of a Donut⁃shaped Generator Based on Dielectric Elastomer［J］.Journal of Applied Polymer Science，2014，131（7）： 40076.
28	仲美霖 .介电弹性体材料的机电性能对发电性能的影响［D］.北京：北京化工大学，2020.
29	ROY K ，RON P， PEI Q B ，et al .Electroelastomers：Applications of Dielectric Elastomer Transducers for Actuation，Generation and Smart Structures［J］.Smart Structures and Materials，2002，4698：254⁃270.
30	陈奥林 .基于绝对节点坐标法的介电弹性体驱动柔性双层板结构动力学特性研究［D］.上海：上海交通大学，2019.
31	PELRINE R ， KORNBLUH R ， JOSEPH J ，et al .High⁃field Deformation of Elastomeric Dielectrics for Actuators［J］.Materials Science & Engineering C⁃biomimetic and Supramolecular Systems， 2000，11 （2）：89⁃100.
32	PEI Q ， PELRINE R ， STANFORD S ，et al .Electroelastomer Rolls and Their Application for Biomimetic Walking Robots［J］.Synthetic Metals，2003，135：129⁃131.
33	ZHANG R ， LOCHMATTER P ， Kunz A ，et al .Spring Roll Dielectric Elastomer Actuators for a Portable Force Feedback Glove［J］.Electroactive Polymer Actuators and Devices （EAPAD），2006，6168：11⁃12.
34	PEI Q ， ROSENTHAL M A ， PELRINE R ，et al .Multifunctional Electroelastomer Roll Actuators and Their Application for Biomimetic Walking Robots［J］.Electroactive Polymer Actuators and Devices （EAPAD），2003，5051：281⁃291.
35	KOVACS G M ，HA S M， MICHEL S ，et al .Study on Core Free Rolled Actuator Based on Soft Dielectric EAP［J］.Electroactive Polymer Actuators and Devices （EAPAD）2008，6927：77⁃87.
36	HUANG J ， LU T ， ZHU J ，et al .Large Unidirectional Actuation in Dielectric Elastomers Achieved by Fiber Stiffe⁃ning［J］.Applied Physics Letters，2012，10（21）：101⁃105.
37	刘元卿 .卷轴形介电弹性体驱动器的理论分析及其抓取机构研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2017.
38	LAU G K ，LIM H T，TEO J Y，et al .Lightweight Mechanical Amplifiers for Rolled Dielectric Elastomer Actuators and their Integration with Bio⁃inspired Wing Flappers［J］.Smart Mater Struct，2014，23（2）：1⁃13.
39	罗华安，王化明，游有鹏 .介电弹性体圆柱形驱动器静态特性分析［J］.农业机械学报，2012，43（9）：202⁃208.
	LUO H A ， WANG H M ， YOU Y P .Static Characteristic of Dielectric Elastomer Cylindrical Actuator［J］.Transactions of The Chinese Society of Agricultural Machinery，2012，43（9）：202⁃208.
40	SOMMER L P ， KOFOD G ， SHRIDHAR M H .Performance of Dielectric Elastomer Actuators and Materials［J］.Proc SPIE，2002，4695：158⁃166.
41	CARPI F ， CHIARELLI P ， MAZZOLDI A ，et al .Electromechanical Characterization of Dielectric Elastomer Planar Actuators：Comparative Evaluation of Different Electrode Materials and Different Counter Loads［J］.Sens Actuator A Phys，2003，107：85⁃95.
42	PLANTE J S ， DUBOWSKY S .Large⁃scale Failure Mo⁃des of Dielectric Elastomer Actuators［J］.Int J Solids Struct，2006，43：7 727⁃7 751.
43	吕龙舟 .基于圆柱形介电高弹性体驱动器电力学性质的研究及有限元分析［D］.南京：南京理工大学，2017.
44	吴孟，王化明，朱银龙，等 .圆柱形介电弹性体驱动器的试验与分析［J］.机器人，2010，32（6）： 754⁃758.
	WU M ， WANG H M ， ZHU Y L ，et al .Experiments and Analysis of Cylindrical Dielectric Elastomer Actuators［J］.Robot，2010，32（6）： 754⁃758.
45	何新振 .介电弹性体致动器的稳定性与粘弹性的理论研究［D］.兰州：兰州大学，2012.
46	WANG H ， ZHU Y ， ZHAO D ，et al .Performance Investigation of Cone Dielectric Elastomer Actuator Using Taguchi Method［J］.Chinese Journal of Mechanical Engineering，2011，24（4）：685⁃692.
47	WANG H M ， LI L Y ， ZHU Y L ，et al .Analysis and Application of a Rolled Dielectric Elastomer Actuator with Two Degrees of Freedom［J］.Smart Materials and Structures，2016，25（12）：1⁃10.
48	王勇 .介电弹性体柔性仿生机器鱼的设计［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2020.
49	LAU G K ， TAN D D T ，LA T G .Large Axial Actuation of Pre⁃stretched Tubular Dielectric Elastomer and Use of Oil Encapsulation to Enhance Dielectric Breakdown Strength［J］.Smart Mater Struct，2015，24（4）：7⁃10.
50	AHMADI S ， MATTOS A C ， BARBAZZA A ，et al .Fabrication and Performance Analysis of a DEA Cuff Designed for Dry⁃suit Applications［J］.Smart Mater Struct，2013，22（3）：7 767⁃7 781.
51	KOVACS G ， DURING L .Contractive Tension Force Stack Actuator Based on Soft Dielectric EAP［C］.Electroactive Polymer Actuators and Devices （EAPAD） 2009，2009.7287：72870A⁃15.
52	CHUC N H ， VUONG N H L ， KIM D ，et al .Design and Control of a Multi⁃jointed Robot Finger Driven by an Artificial Muscle Actuator［J］.Advanced Robotics，2010，24（14）：1 983⁃2 003.
53	NGUYEN C T ， PHUNG H ， NGUYEN T D ，et al .A Small Biomimetic Quadruped Robot Driven by Multistacked Dielectric Elastomer Actuators［J］.Smart Materials and Structures，2014，23（6）：1⁃12.
54	KAAL W ， HEROLD S .Electroactive Polymer Actuatous in Dynamic Applications［J］.Smart Mater Struct，2013，22：104⁃106.
55	MATYSEK M ， LOTZ P ， SCHLAAK H F .Tactile Display with Dielectric Multilayer Elastomer Actuators［J］.Int J Polym Sci，2018，9：72 871⁃72 875.
56	CARPI F ， MIGLIORE A ， SERRA G ，et al .Helical Dielectric Elastomer Actuators［J］.Smart Materials and Structures，2005，14（6）：1⁃7.
57	JUN S， SAMUEL R ， BRYAN E .A foldable Antagonistic Actuator［J］.IEEE/ASME Transactions on Mechatro⁃nics，2015，20（5）：1 997⁃2 008.
58	SUN W J ， LIU F ， MA Z Q ，et al .Soft Mobile Robots Driven by Foldable Dielectric Elastomer Actuators［J］.Journal of applied physics，2016，12（8）： 084901.
59	ZHAO J ， NIU J ，MC C D，et al .A Rotary Joint for a Flapping Wing Actuated by Dielectric Elastomers：Design and Experiment［J］.Meccanica，2015，50（11）：2 815⁃2 824.
60	王树 .基于介电弹性体驱动的柔性关节力学特性及设计方法研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2019.
61	LAU G K ，LIM H T，TEO J Y ，et al .Lightweight Mechanical Amplifiers for Rolled Dielectric Elastomer Actuators and Their Integration with Bioinspired Wing Flappers［J］.Smart Mater Struct， 2014，23（2）：025021.
62	HODGINS M ， YORK A ， SEELECKE S .Experimental Comparison of Bias Elements for Out⁃of⁃plane DEAP Actuator System［J］.Smart Materials and Structures，2013，22（9）：1⁃15.
63	PLANTE J S ， TADAKUMA K ， DEVITA L M ， et al .An MRI⁃compatible Needle Manipulator Concept Based on Elastically Averaged Dielectric Elastomer Actuators for Prostate Cancer Treatment：an Accuracy and MR⁃compatibility Evaluation in Phantoms［J］.Journal of Medical Devices，2009， 3（3）：437⁃447.
64	LUAN Y ， WANG H ， ZHU Y .Design and Implementation of Cone Dielectric Elastomer Actuator with Double⁃slider Mechanism［J］.Journal of Bionic Engineering，2010（7）：212⁃217.
65	陈辉强 .具介电弹性体作动器的机械系统的随机振动控制［D］.杭州：浙江大学，2019.
66	李鑫强 .锥形介电弹性体柔性器件动力学设计与控制研究［D］.上海：上海交通大学，2018.
67	易晶正 .基于介电弹性体的振动微能量收集系统的设计［D］.成都：电子科技大学，2018.
68	PLANTE J S ， DEVITA L M ， DUBOWSKY S .A Road to Practical Dielectric EAP Actuators Based Robotics and Mechatronics：Discrete Actuation［J］.Electroactive Polymer Actuators and Devices（EAPAD），2007，6524（06）：1⁃15.
69	BRANZ F ， FRANCESCONI A .Modelling and Control of Double⁃cone Dielectric Elastomer Actuator［J］. Smart Materials and Structures，2016，25（9）：1⁃10
70	FOLLADOR M ， CIANCHETTI M ， MAZZOLAI B .Design of a Compact Bistable Mechanism Based on Dielectric Elastomer Actuators［J］.Meccanica，2015，50（11）：2 741⁃2 749.
71	JEAN S .Dielectric Elastomer Actuators for Binary Robo⁃tics and Mechatronics［M］. Cambridge：Massachusetts Institute of Technology，2007：142⁃143.
72	WISSLER M ， MAZZA E .Electromechanical Coupling in Dielectric Elastomer Actuators［J］. Sens Actuator A Phys，2007，A138：384⁃393.
73	PLANTE J S ， DUBOWSKY S .On the Performance Mechanisms of Dielectric Elastomer Actuators［J］.Sensors and Actuators A：Physical，2007，137（1）：96⁃109.
74	叶克贝 .介电弹性体线性驱动器研究［D］.南京：南京航空航天大学，2009.
75	栾云广 .介电型EAP驱动弹跳机器人研究［D］.南京：南京航空航天大学，2011.
76	ARAROMI O ， ROSSET S ， SHEA H .Versatile Fabrication of PDMS⁃carbon Electrodes for Silicone Dielectric Elastomer Transducers［C］//2015 Transducers⁃2015 18th International Conference on Solid⁃State Sensors， Actuators and Microsystems （Transducers），2015：1 905⁃1 908.
77	OLUWASEUN A A ， IRINA G ，JUN S，et al .Rollable Multisegment Dielectric Elastomer Minimum Energy Structures for a Deployable Microsatellite Gripper［J］.IEEE/ASME Transactions on Mechatronics，2015，20（1）：438⁃445.
78	DAVID M C ， SAMUEL R ， NADINE B ，et al .Multifunctional Shape Memory Electrodes for Dielectric Elastomer Actuators Enabling High Holding Force and Low⁃voltage Multisegment Addressing［J］.Smart Materials and Structures，2017，26：025010.
79	ANDERSON I A ， CALIUS E P ， GISBY T ，et al .A Dielectric Elastomer Actuator Thin Membrane Rotary Motor［C］.Electroactive Polymer Actuators and Devices （EAPAD） 2009， 7287：72871H⁃10.
80	WANG P ， CONN A T .Elastic Cube Actuator with Six Degrees of Freedom Output［J］.Actuators， 2015，4（3）：203⁃216.
81	ANDERSON I A ， THOM H ， HANSERIK K ，et al .Dielectric Electro⁃active Polymer Push Actuators：Performance and Challenges［J］.Polym Int，2010，59： 415⁃421.
82	令劲松，刘彦菊，刘立武，等 .半球形介电弹性体驱动器的制造方法：中国，CN101252327A［P］.2008：08⁃27.
83	李铁风 .介电高弹聚合物力电行为研究与器件设计［D］.杭州：浙江大学，2012.
84	卢同庆 .介电高弹聚合物力电耦合变形机理与能量转换行为研究［D］.西安：西安交通大学， 2013.
85	KEPLINGER C ， LI T F ， BAUMGARTNER R ，et al .Harnessing Snap⁃through Instability in Soft Dielectrics to Achieve Giant Voltage⁃triggered Deformation［J］.Soft Matter，2012，8（2）：285⁃288.
86	武峰 .介电弹性体对充气式天线反射面受温度荷载后的形貌控制［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014.
87	HOSOYA N ， MASUDA H ， MAEDA S .Balloon Dielectric Elastomer Actuator Speaker［J］.Appl Acoust 2019，14（8）：238⁃245.
88	方康 .夺介电弹性体球壳/柱壳的响应与动力稳定性分析［D］.杭州：浙江大学，2017.
89	SOLEIMANI M ， MENON C .Preliminary Investigation of a Balloon⁃shape Actuator Based on Electroactive Elastomers［J］.Smart Mater Struct，2010，19（4）：047001.
90	AHMADI S ， GOOYERS M ， SOLEIMANI M ，et al .Fabrication and Electromechanical Examination of a Spherical Dielectric Elastomer Actuator［J］.Smart Mater Struct，2013，22（11）：115004.
91	ECKERLE J ， STANFORD S ， MARLOW J ，et al .Biologically Inspired Hexapedal Robot Using Fieldeffect Electroactive Elastomer Artificial Muscles［J］.Soft Robot，2015：269⁃280.
92	KOFOD G ， WIRGES W ， PAAJANEN M ，et al .Energy Minimization for Self⁃organized Structure Formation and Actuation［J］.Applied Physics Letters，2007，90（8）：081916⁃3.
93	崔超宇 .基于介电弹性体的双稳态驱动器设计与分析［D］.广州：华南理工大学，2018.
94	ZHANG C ， CHEN H ， LIU L ，et al .Modelling and Characterization of Inflated Dielectric Elastomer Actuators with Tubular Configuration［J］.Journal of Physics D：Applied Physics，2015，48（24）：1⁃10.
95	GIACOMO M ， MARCO F ， ROCCO V .Parallelogram⁃shaped Dielectric Elastomer Generators：Analytical Model and Experimental Validation［J］.Journal of Intelligent Material Systems and Structures，2015，26（6）：740⁃751.
96	竺振才 .推挽式介电弹性体发电机结构设计与控制策略研究［D］.金华：浙江师范大学，2019.
97	任贯华，陈洁，崔春华，等 .一种基于介电弹性体阵列的能量转换装置［J］.压电与声光，2020，42（2）：248⁃251.
	REN G H ， CHEN J ， CUI C H ，et al .An Energy Conversion Device Based on Dielectric Elastomer Array［J］.Piezoelectrics & Acoustooptics，2020，42（2）：248⁃251.
98	BOLZMACHER C ， HAFEZ M ， BENALI K M ，et al .Encapsulation of Piezoelectric Transducers for Sensory Augmentation and Substitution with Wearable Haptic Devices［J］.ACS Macro Lett，2014，23：281⁃289.

[1]	张丁然, 卢林刚. 杯［6］芳烃热解及热动力学特性分析[J]. 中国塑料, 2021, 35(11): 104-110.
[2]	冯闯, 赵广慧. 复合材料胶接接头力学性能的研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(11): 144-160.
[3]	李美兰, 何娇, 龚伟, 贺肖妮, 来倩, 刘白玲. 无磷型绿色端羧基超支化聚酯的制备及其阻垢行为研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(11): 55-63.
[4]	张毅, 乔亮, 范峻铭, 闻炯明, 孙磊, 曹宇光, 吕世伟. 压扁阻断下聚乙烯管道力学响应的实验研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(11): 97-103.
[5]	汤庆峰, 李琴梅, 王佳敏, 张裕祥, 高峡. 显微⁃傅里叶变换红外光谱鉴别分析微塑料[J]. 中国塑料, 2021, 35(8): 172-180.
[6]	何和智, 王毅, 高俊. 拉伸流场下rPE/PA6共混物的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(8): 189-194.
[7]	赵艳, 潘祥, 刘本刚. 可发性聚苯乙烯土工泡沫的性能及应用[J]. 中国塑料, 2021, 35(5): 97-106.
[8]	石行波, 陈商涛, 郑丽君, 关健, 王俊琪, 杜斌, 李荣波, 王艳芳. 中流动抗冲聚丙烯结构与性能研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 1-4.
[9]	张红雨, 万贤, 陈妍, 郭宝华. 相变蓄冷材料在冷链物流中的研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 106-115.
[10]	马超群, 师文钊, 崔杉杉, 张曼妍, 周红娟. 聚乙烯醇基多孔复合材料研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 116-123.
[11]	吴首昂, 涂征, 刘北军, 龚兴厚. PAAS/PVA/Zn_0.2Fe_2.8O₄磁性复合水凝胶的合成及其性能研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 12-17.
[12]	姚军龙, 王新瑞, 胡立, 江学良, 游峰, 周敏. 酒石酸改性BT增强PP复合材料导热与介电性能[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 30-34.
[13]	马忠云, 丁丽丽, 付伟. 热压成型聚丙烯/玻璃纤维复合膜的结构及力学性能[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 42-46.
[14]	操莹, 徐鹏武, 吴保钩, 杨伟军, 马丕明. 回收聚对苯二甲酸丁二醇酯的强韧化与耐热改性[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 86-92.
[15]	孙海涛, 凌礼恭, 陈树山, 周美五, 项爱民, 徐海云, 王逊. 核电厂核级高密度聚乙烯管道应用技术要求[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 93-97.

基于介电弹性体的驱动器研究进展

Research Progress in Actuator Based on Dielectric Elastomer

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 27

参考文献 98

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价