研究领域

n  仿生力学感知器    

ü核心科技利用离子聚合物电效应模拟生物电响应及力学感受器
ü解决难题压力剪切的感知机理、微阵列工艺与信号识别
ü典型应用:人工皮肤触觉、人工侧线、仿生耳
 
   
n  离子型电活性聚合物人工肌肉
ü核心科技先进材料制备技术、驱动机理与物理模型、脉冲激励法和并联弯曲设计法  
ü解决难题变形稳定性、快速响应与大驱动力
ü典型应用微操作 微流控 水下机器人
 
 n  介电凝胶人工肌肉与4D打印
ü核心科技多样化材料制备、叠层/织物驱动器、4D打印技术
ü解决难题材料复合相容性、多孔/桥接/同轴打印、规模制造
ü典型应用通用激振器+助力器械+仿生驱动+特种织物
 

 

 

 

成果展示

 

n  离子聚合物传感与驱动传质理论

        针对IPMC材料的快速阳极变形、松弛变形和缓慢阳极变形,在实验研究基础上完整地提出三种变形机制,结合离子和水分子的传递理论建立IPMC材料的理论模型,同时,可以用于描述其传感电响应:

 (a)正确描述水合效应和聚合物应力对离子和水分子重分布影响

        模型方程


  离子与水分子动态分布

 (b)正确描述IPMC材料变形随水含量减小过程中的演变规律

        本征应力变化引起IPMC变形演变

 

 

   c)正确描述弯曲变形下力载荷引起的电响应过程

 弯曲变形时IPMC内部离子和水分子动态分布

    

 

 n  PVC凝胶肌肉与4D打印

 

      

 

科研项目

  • 主持科研项目

(1)国防科技创新特区项目:高效仿生人工肌肉材料与驱动结构研究(100万)

(2)2017 年中国博士后科学基金:面向仿生机器鱼的扭转弯曲型人工肌肉驱动器研究(5万)

(3)中国科学院国家空间科学中心:微重力下电活性聚合物材料的科学机理研究(第一期3万)

(4)无锡小天鹅股份有限公司:干衣机气动噪声特性研究对外技术合作项目(第一年/期:25.5万,共3~5年)

(5)中央高校基本科研业务费专项:离子型人工皮肤材料的高电响应结构特性与增材制造研究(10万)

(6)青年科学基金项目:离子聚合物摩擦触觉感知理论及结构优化研究(26万)2019.1-2021.12

(7)2017年陕西省博士后科研资助项目:基于人工肌肉的并联弯曲型大弯矩驱动器研究(一等资助)

参与研究项目

(1)国际自然科学基金重大研究计划培育项目:共融机器人基础理论与关键技术研究——基于电活性材料的驱动与传感一体化智能软体机器人集成制造工艺研究(71万,参与)

曾参与研究项目

(1)2014-2015参与日本International Joint Research Project on Industrialization of Electro-Active Polymer (EAP) between Fraunhofer IPA and AIST HRI.

(2)2015-2016参与欧盟Horizon 2020项目 MICACT.

 

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