一种基于液晶弹性体的人工肌肉纤维及其制备方法和应用技术

技术编号:43783542 阅读:28 留言:0更新日期:2024-12-24 16:18
本发明专利技术公开了基于液晶弹性体的电热驱动的人工肌肉纤维,在不影响其驱动性能的同时提高纤维整体的力学强度,可以实现快速、精确驱动,具有快速响应的特性。电热驱动的液晶弹性体人工肌肉具有高灵敏度、高驱动量以及高输出力,可在0.3s内实现60%的最大驱动量,在满足大驱动量的前提下又具有大驱动力,使其在柔性电子及软体机器人及康复医疗领域有广阔的研究前景。本发明专利技术的制备方法制备流程简单易操作,可实现大批量制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于人工肌肉,具体涉及基于液晶弹性体的人工肌肉纤维及其制备方法和应用


技术介绍

1、在材料科学与智能机器人
,柔性电子技术的迅猛发展催生了一系列创新材料,这些材料具备了前所未有的性能,为软体机器人的发展提供了新的动力。随着研究的深入,一种新型的复合纤维材料应运而生,它们在人机交互、形变回复性以及机械性能方面展现出了卓越的特性。这种复合纤维材料,被广泛认为是软体机器人中的关键驱动单元,即人工肌肉纤维。它们不仅能够提供强大的动力输出,还能在低噪音的环境中工作,赋予机器人前所未有的自由度和灵活性。此外,人工肌肉纤维能够与柔性电子技术相结合,实现自我感知和反馈,这对于构建自主和灵巧的软体机器人至关重要。

2、人工肌肉纤维的性能要求极高,包括快速的驱动响应、较大的驱动应变和应力、优异的柔性和可控性。这些要求推动了液晶弹性体纤维(lce)的研究与开发。lce纤维由取向液晶聚合物组成,沿分子链方向具有较高的热收缩效应,因此具有高变形能力、优异的机械性能和可逆变形特征,成为制造人工肌肉的理想材料。尽管lce纤维在人工肌肉的制造中展现出巨大潜力本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于液晶弹性体的人工肌肉纤维,其特征在于,由弹簧状的导电纤维和液晶弹性体寡聚物制备而成;所述导电纤维是金属丝、尼龙纤维、碳纤维、导电聚合物、形状记忆合金丝或碳纳米管丝中的一种。

2.如权利要求1所述的基于液晶弹性体的人工肌肉纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述四氟乙烯管的内径为1-6mm。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述拉伸步骤为采用机械牵伸法对多畴状态的导电液晶弹性体纤维机械拉伸3倍。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述弹簧状的导电纤维的...

【技术特征摘要】

1.一种基于液晶弹性体的人工肌肉纤维,其特征在于,由弹簧状的导电纤维和液晶弹性体寡聚物制备而成;所述导电纤维是金属丝、尼龙纤维、碳纤维、导电聚合物、形状记忆合金丝或碳纳米管丝中的一种。

2.如权利要求1所述的基于液晶弹性体的人工肌肉纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述四氟乙烯管的内径为1-6mm。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述拉伸步骤为采用机械牵伸法对多畴状态的导电液晶弹性体纤维机械拉伸3倍。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述弹簧状的导电纤维的制备方法如下:将导电纤维缠绕早不锈钢芯轴上,高温加热退火后,将芯轴取出,得到密圈缠绕弹簧状的导电纤维。

6.根据权利要求5任意一项所述的制备方法,其特征在于,所述导电纤维的的直径为0.1-1.0mm,所述不锈钢芯轴的直径为0.6-3.0mm,所述高温加热退火的温度为120-180℃,时间为1.5-3小时。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述液晶...

【专利技术属性】
技术研发人员:王玉莲蔡平强蒋青
申请(专利权)人:南京鼓楼医院
类型:发明
国别省市:

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