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磁流变弹性体压阻特性测试与应用

收藏本文 2024-03-14 点赞:6360 浏览:21942 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:磁流变弹性体作为一种新型的智能,具有在一定条件下性能可控的特点,近年来了学术界的一个研究热点。国内外学者主要侧重对其力学性能的研究,并开展了大量的理论及应用研究。但对其压阻特性的测试及应用研究国内外还鲜有报道。基于其压阻特性的灵敏性以及一定范围内的良好线性关系,有望用于代替传统的触觉传感器以及各类力敏元件的感应元件。因此,该具有广泛的应用前景和的研究价值。正是基于国内外的研究现状,开展磁流变弹性体压阻特性的测试及应用研究。为了达到良好的实验效果,自行设计制作了磁流变弹性体的制备模具,制备了一大批外观及致密度较好,各种不同配比、不同软磁性以及不同厚度的磁流变弹性体。对磁流变弹性体导电机理的分析,磁流变弹性体的导电机制是由导电通论和隧道电流理论两种载流子传导机制共同作用的结果,进而推导出磁流变弹性体压阻特性的理论模型。模型,磁流变弹性体的电阻呈现的压力依赖性。在此基础上,设计制作了一套基于磁流变弹性体的压阻特性实验装置,并对所制备的磁流变弹性体样品了分组实验测试。实验结果,受轴向压力激励下,磁流变弹性体样品电阻呈数量级递减,体现出的压阻特性,定性地验证了理论模型的正确性。影响磁流变弹性体压阻特性的几个主要参数,并分析了这些参数变化时,压阻特性的变化趋势。在实验测试及分析的基础上,磁流变弹性体制作触觉传感器可行,并且具备灵敏度高、制备简单等优点,是值得研究和推广的新型智能。磁流变弹性体的压阻特性原理,设计了基于磁流变弹性体的触觉传感器单元结构模型,为磁流变弹性体的应用以及机器人三维力的触觉传感器研究开拓了一种新的思路。关键词:磁流变弹性体论文压阻特性论文理论模型论文实验测试论文触觉传感器论文

    摘要4-5

    Abstract5-9

    1 绪论9-18

    1.1 电磁流变的概况9-11

    1.1.1 电磁流变液9-10

    1.1.2 铁磁流体10

    1.1.3 磁流变泡沫10

    1.1.4 磁流变弹性体10-11

    1.2 磁流变弹性体的国内外研究现状11-16

    1.2.1 磁流变弹性体制备的国内外研究现状11-12

    1.2.2 磁流变弹性体测试的国内外研究现状12-14

    1.2.3 磁流变弹性体应用的国内外研究现状14-16

    1.3 的研究目的和16

    1.4 的研究内容16-18

    2 磁流变弹性体的制备和压阻特性理论模型的建立18-32

    2.1 磁流变弹性体的制备18-24

    2.1.1 磁流变弹性体的组成18-19

    2.1.2 磁流变弹性体的基本制备方法19-20

    2.1.3 磁流变弹性体的基本制备工艺20-21

    2.1.4 本实验室磁流变弹性体的制备21-24

    2.2 磁流变弹性体的导电机理24-27

    2.2.1 导电通论24-25

    2.2.2 隧道电流理论25-27

    2.3 磁流变弹性体压阻特性及理论模型27-31

    2.4 小结31-32

    3 压阻特性实验系统的设计开发32-46

    3.1 压阻特性实验装置的机械结构设计32-34

    3.2 压力信号的数据采集系统设计34-43

    3.2.1 传感器的设计和选择34-36

    3.2.2 压力信号采集系统的选择36-38

    3.2.3 基于TMS320F20815 的2812 主要硬件电路38-39

    3.2.4 DSP 数据采集系统的软件设计39-43

    3.3 电阻信号数据采集系统的设计43-45

    3.4 小结45-46

    4 压阻特性的实验研究46-57

    4.1 压阻特性的实验设计和测试46-55

    4.2 压阻特性实验总结55-56

    4.3 小结56-57

    5 基于磁流变弹性体的触觉传感器应用研究57-64

    5.1 触觉传感器57-59

    5.1.1 单维力触觉传感器57-58

    5.1.2 三维力触觉传感器58-59

    5.2 基于磁流变弹性体的柔性触觉传感器设计59-62

    5.2.1 工作原理59

    5.2.2 触觉传感器单元设计59-61

    5.2.3 阵列式触觉传感器实验设计61-62

    5.3 小结62-64

    6 与展望64-66

    6.1 64-65

    6.2 展望65-66

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