标准化扭曲聚合物驱动器

制备可复现、响应可预测

从工艺参数到驱动响应的量化模型，使驱动器设计从经验试错走向预测引导的工程化。

Zhaoxu, Du · Liu, Lei · Xin, Duan · Hai, Liu · 张军诗 · 朱继宏 · 张卫红

International Journal of Mechanical Sciences 2026

参数信息

自由行程应变预测误差

1.16 %

负载能力

3 N

稳定功率密度

23.4 mW·mm⁻¹

退化功率密度

25.2 mW·mm⁻¹

连续弯曲角度范围

26.7 °

10 秒内弯曲角度

15 °

技术优势

应变可精确预测

模型耦合各向异性热膨胀与螺旋运动学，自由行程下预测应变-时间轨迹的 RMSE 仅 1.16%，设计不再依赖试错。

负载能力提升

通过并联纤维束，16 纤维驱动器负载能力提高到约 3 N，且不牺牲应变输出。

应用场景

• 软体机器人驱动器：可直接驱动软体机器人关节，无需复杂传动系统。
• 变形翼飞行器：驱动变形翼连续弯曲，实现飞行器气动外形自适应。
• 智能可变形结构：作为嵌入式驱动器，让结构根据环境变化主动形变。
• 柔性器件：代替刚性电机，提供轻量柔性驱动方案。
• 自适应机械系统：为机械系统提供可编程、可预测的变形能力。