科研進展

深圳先進院首次發現介電彈性體驅動器中存在孤立頻率響應行為

時間:2021-08-31  來源:醫工所 微創中心 文本大?。骸?a href="javascript:doZoom(16)">大 |  | 】  【打印

  近日,中國科學院深圳先進技術研究院醫工所微創中心的高興研究團隊在介電彈性體這一新型軟體驅動器中首次發現了孤立頻率響應的非線性動力學行為。相關成果以Uncovering isolated resonant responses in antagonistic pure-shear dielectric elastomer actuators為題發表于Soft Science,并當選期刊創刊主封面。深圳先進院醫工所博士后曹崇景為本文的第一作者,深圳先進院醫工所副研究員高興為論文的通訊作者。 

  介電彈性體驅動器(Dielectric Elastomer Actuator, DEA)是一種新興的軟體驅動器,具有電致變形大,能量密度高和順應性好等優越特征,在新型仿生機器人、軟體醫療微創手術器件等的開發上有著良好的前景。然而,該驅動器是復雜的多場耦合系統,其中的多重非線性動力學行為尚未闡明,致使驅動器精準控制難以實現。 

  通過使用數值動力學模型,本文研究了拮抗純剪切式DEA的頻率響應行為。在DEA系統中首次發現了與主響應分支隔離的次諧波頻率響應曲線,這會導致振蕩幅度突然跳躍,并嚴重威脅DEA系統的動態穩定性和可控制性。通過使用全局分析方法,還研究了孤立響應曲線隨激勵分量和系統物理參數的演變。 

  該研究有望對與具有其他構型的DEA中的孤立頻率響應行為研究提供借鑒指導,并對實現DEA的穩定可靠運作奠定基礎。 

  論文鏈接 

  本文中首次發現的DEA孤立頻率響應行為