平面介电弹性体纤维

450 V 可驱动

提出一种通过纺丝制备薄壁纤维再卷压成平面的新策略，使介电弹性体纤维在低驱动电压下兼具高负载重量比与稳定循环性能。

Kang, Zhaoqing · Zeqian, Wang · Niu, Zhi · Liu, Yuxin · Cheng, Xu Feng · 杨光 · 李铁军

Chemical Engineering Journal 2026

参数信息

最大驱动应变

12 %

负载重量比

300

能量密度

46 J/kg

低压驱动应变

3 %

循环稳定性

1000 cycles

壁厚

25-70 μm

抓取器最大角位移

25 °

最大抓取负载

2.2 g

技术优势

电压够低

壁厚减薄至25–70 μm，使纤维在仅450 V下就能产生约3%的应变，相比常规纤维上千伏的驱动电压显著降低。

轻但能扛

负载重量比高达300，意味着自身很轻的纤维能够承担远重于自身的负载，适合作为轻量化驱动模块。

反复用不衰减

经过1000次驱动循环后性能没有显著下降，可靠性足以支撑实际抓取任务。

能抓起小球

以此纤维构建的仿生抓取器可稳定抓取直径10–18 mm的球形物体，最大负载2.2 g，演示了真实抓取能力。

应用场景

• 仿人灵巧手：低电压驱动和高负载比，让仿人灵巧手能集成更多纤维而不超压，实现多自由度抓取。
• 软体抓取器：纤维轻且能稳定抓取小物体，可组装成轻便软体抓取器用于精密操作。
• 柔性执行器：在450 V下线性应变，适合作为安全、低噪、柔顺的驱动元件。
• 可穿戴助力：轻质纤维可编织进衣物，在低电压下提供辅助力而不增加负担。
• 柔性驱动器件：平面结构易于集成到柔性器件中，适合构建可变形驱动系统。