基于人工肌肉的直线型电机的探索性研究

人工肌肉是指在多种物理量(如温度、离子浓度、溶剂、压力、应力、光强、电场和磁场等)的作用下能产生较大变形的一类智能材料。随着材料科学和精密加工技术的发展，人工肌肉的种类也越来越多，其中，电致伸缩聚合材料EAP因其变应大、响应快、效率高而受到越来越多学者关注。超声电机是靠压电陶瓷材料的变形来工作的，而压电陶瓷材料的相对变形只有0.1- - 0.3%, 相比之下，而EAP相对变形可达10%-30% ，它既具备压电陶瓷材料的一些特点，又具有大变形、低电压（工作频率<1000Hz，非超声频域）的优点。本项目旨在跟踪国外的先进技术，通过国际合作，获取EAP材料，分析其变形和动态特性，探索基于这种材料的直线型电机运动机理、分析模型、设计和制造方法以及运行控制规律，并研制出一种全新的微小型直线电机及与之相匹配的驱动、控制器，以开拓人工肌肉材料在我国电机领域的应用，促进我国人工肌肉材料的迅速发展。