多层介电弹性体致动器

高性能人造肌

相比单层结构，这种多层设计克服了输出力低、易失稳和刚度不足的缺点，无需预拉伸即可稳定工作，适用于柔性器件与软体机器人。

Ma, Wentao · Wang, Haitian · Wenjie, Sun · 唐超 · Cao, Chongjing · Gao, Xing · 刘磊 · Li, B. · 陈贵敏

Scientia Sinica: Physica, Mechanica et Astronomica 2024

技术优势

无需预拉伸

多层结构本身提供了结构支撑，避免了单层方案中维持预拉伸的复杂机构。

输出力更高

多层叠加增加了有效驱动面积，从而提升总输出力，适合驱动较大负载。

稳定性更好

层间约束抑制了单层膜常见的电致失稳，提高了工作可靠性。

刚度更高

多层结构增强了整体结构刚度，使致动器在负载下变形更小。

应用场景

• 软体机器人：作为人工肌肉驱动软体机器人关节，替代气动或形状记忆合金驱动，实现更轻、更灵活的机器人。
• 柔性器件：集成到可弯曲电子设备中提供主动变形能力，使设备能改变形状或产生触觉反馈。
• 柔性执行器：直接用作柔性执行器，输出力和位移比单层版本更高，适用于需要紧凑驱动的场景。
• 电子皮肤：嵌入电子皮肤中模拟肌肉触感，提供柔软、可调的力反馈和表面形变。