اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات51
تعداد شماره‌ها2,019
تعداد مقالات21,041
تعداد مشاهده مقاله46,575,838
تعداد دریافت فایل اصل مقاله19,871,437
ابراهیمی, امیرحسین, زامیاد, حجت, صفایی, جواد, صاحبیان, سمانه. (1400). طراحی و مشخصۀابی عملگر نرم الکتروفعال- الهام گرفته از طبیعت، بر پایۀ کامپوزیت سیلیکون- اتانول. سامانه مدیریت نشریات علمی, 32(2), 167-182. doi: 10.22067/jmme.2021.69610.1010
امیرحسین ابراهیمی; حجت زامیاد; جواد صفایی; سمانه صاحبیان. "طراحی و مشخصۀابی عملگر نرم الکتروفعال- الهام گرفته از طبیعت، بر پایۀ کامپوزیت سیلیکون- اتانول". سامانه مدیریت نشریات علمی, 32, 2, 1400, 167-182. doi: 10.22067/jmme.2021.69610.1010
ابراهیمی, امیرحسین, زامیاد, حجت, صفایی, جواد, صاحبیان, سمانه. (1400). 'طراحی و مشخصۀابی عملگر نرم الکتروفعال- الهام گرفته از طبیعت، بر پایۀ کامپوزیت سیلیکون- اتانول', سامانه مدیریت نشریات علمی, 32(2), pp. 167-182. doi: 10.22067/jmme.2021.69610.1010
ابراهیمی, امیرحسین, زامیاد, حجت, صفایی, جواد, صاحبیان, سمانه. طراحی و مشخصۀابی عملگر نرم الکتروفعال- الهام گرفته از طبیعت، بر پایۀ کامپوزیت سیلیکون- اتانول. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1400; 32(2): 167-182. doi: 10.22067/jmme.2021.69610.1010

طراحی و مشخصۀابی عملگر نرم الکتروفعال- الهام گرفته از طبیعت، بر پایۀ کامپوزیت سیلیکون- اتانول

مهندسی متالورژی و مواد
دوره 32، شماره 2 - شماره پیاپی 24، شهریور 1400، صفحه 167-182    اصل مقاله (1013.39 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2021.69610.1010
نویسندگان
امیرحسین ابراهیمی1؛ حجت زامیاد2؛ جواد صفایی3؛ سمانه صاحبیان* 4
1مهندسی مواد و متالورژی،دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
2گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
3گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
4گروه مهندسی متالورژی و علم مواد، دانشکدۀ مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.
چکیده
ساخت ربات‌های نرم برای تقلید حرکات طبیعی موجودات زنده بااستفاده از تحریک خارجی قابل کنترل، غالباً به‌واسطۀ سیستم‌های تحریکی نظیر عملگرهای پنوماتیکی، هیدرولیکی، الکتریکی، مغناطیسی و حافظه‌دار انجام می‌پذیرد. در این پژوهش با الهام از ماهیچه‌های طبیعی، رباتی نرم با پاسخگویی سریع، به‌واسطۀ ساخت کامپوزیتی پلیمری با سیال تغییر فازدهنده به‌عنوان فاز ثانویه ساخته شد. عملگر ساخته‌شده قادر به جابه‌جایی به‌میزان 25% (کشش عضلات طبیعی)، با صرف توانی معادل با W12 می‌باشد. مشاهدات میکروساختاری بیانگر توزیع همگن فاز ثانویه درون میکروکپسول‌هایی با اندازۀ کمتر از m20µ در سراسر زمینه می‌باشد. ثبات دمای داخلی عملگر در بازۀ C60-70°، در حین دوره‌های تحریکی متوالی و دست‌یابی به میزان جابه‌جایی مطلوب، موجب کاربرد این ربات نرم در بسیاری از حوزه‌ها می‌گردد.
کلیدواژه‌ها
ربات نرم؛ ماهیچۀ مصنوعی؛ سیال تغییر فازدهنده؛ سیلیکون؛ اتانول
سایر فایل های مرتبط با مقاله
مراجع
  1. Lee, C., Kim, M., Kim, Y. J., Hong, N., Ryu, S., Kim, H. J., Kim, S., "Soft Robot Review", J. Control. Autom. Syst. Vol. 15, pp. 3–15. https://doi.org/10.1007/s12555-016-0462-3, (2017).
  2. George Thuruthel, T., Ansari, Y., Falotico, E., Laschi, C., "Control Strategies for Soft Robotic Manipulators: A Survey", Soft Robot. Vol. 5, pp. 149–163. https://doi.org/10.1089/soro.2017.0007, (2018).
  3. Bogue, R., "Artificial Muscles and Soft Gripping: A Review of Technologies and Applications", Rob. 39 , pp. 535–540. https://doi.org/10.1108/01439911211268642, (2012).
  4. Gorissen, B., Reynaerts, D., Konishi, S., Yoshida, K., Kim, J. W., De Volder, M., "Elastic Inflatable Actuators for Soft Robotic Applications", Adv. Mater. 29, https://doi.org/10.1002/adma.201604977, (2017).
  5. Miriyev, A., "A Focus on Soft Actuation", Actuators. 8, https://doi.org/10.3390/ACT8040074, (2019).
  6. Manti, M., Hassan, T., Passetti, G., D’Elia, N., Laschi, C., Cianchetti, M., "A Bioinspired Soft Robotic Gripper for Adaptable and Effective Grasping", Soft Robot. 2, 107–116. (2015).
  7. Mirvakili, S. M., Hunter, I. W., "Artificial Muscles: Mechanisms, Applications, and Challenges", Adv. Mater. 30. https://doi.org/10.1002/adma.201704407, (2018).
  8. Mirfakhrai, T., Madden, J. D. W., Baughman, R. H., "Polymer Artificial Muscles", Mater. Today. 10, pp. 30–38. https://doi.org/10.1016/S1369-7021(07)70048-2, (2007).
  9. Bar-Cohen, Y., "Electroactive Polymers as Artificial Muscles: A Review", Spacecr. Rockets. Vol. 39, pp. 822–827. https://doi.org/10.2514/2.3902, (2002).
  10. Meng, H., Li, G., "A Review of Stimuli-Responsive Shape Memory Polymer Composites", Polymer (Guildf). 54, Pp. 2199–2221. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2013.02.023, (2013).
  11. Saga, N., Nagase, J., Saikawa, T., "Pneumatic Artificial Muscles Based on Biomechanical Characteristics of Human Muscles", Appl. Bionics Biomech. 3, Pp. 191–197. https://doi.org/10.1533/abbi.2006.0028, (2006).
  12. Tzou, H. S., Lee, H. J., Arnold, S. M., "Smart Materials, Precision Sensors/Actuators, Smart Structures, and Structronic Systems", Mech. Adv. Mater. Struct. 11, Pp. 367–393. (2004).
  13. Mondal, S., "Phase Change Materials for Smart Textiles - An Overview", Appl. Therm. Eng. 28, Pp. 1536–1550. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2007.08.009, (2008).
  14. Ogden, S., Klintberg, L., Thornell, G., Hjort, K., Bodén, R., "Review on Miniaturized Paraffin Phase Change Actuators, Valves, and Pumps", Microfluid. Nanofluidics. 17, Pp. 53–71. https://doi.org/10.1007/s10404-013-1289-3, (2014).
  15. Qiu, X., Li, W., Song, G., Chu, X., Tang, G., "Microencapsulated N-Octadecane with Different Methylmethacrylate-Based Copolymer Shells as Phase Change Materials for Thermal Energy Storage", Energy. 46, Pp. 188–199. https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.08.037, (2012).
  16. Cui, Y., Liu, C., Hu, S., Yu, X., "The Experimental Exploration of Carbon Nanofiber and Carbon Nanotube Additives on Thermal Behavior of Phase Change Materials", Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 95, Pp. 1208–1212. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2011.01.021, (2011).
  17. Chellattoan, R., Yudhanto, A., Lubineau, G., "Low-Voltage-Driven Large-Amplitude Soft Actuators Based on Phase Transition", Soft Robot. 7, Pp. 688–699. https://doi.org/10.1089/soro.2019.0150, (2020).
  18. Kang, D. J., An, S., Yarin, A. L., Anand, S., "Programmable Soft Robotics Based on Nano-Textured Thermo-Responsive Actuators", Nanoscale. 11, Pp. 2065–2070. https://doi.org/10.1039/c8nr08215d, (2019).
  19. Miriyev, A., Xia, B., Joseph, J. C., Lipson, H., "Additive Manufacturing of Silicone Composites for Soft Actuation", 3D Print. Addit. Manuf. 6, Pp. 309–318. https://doi.org/10.1089/3dp.2019.0116, (2019).
  20. Miriyev, A., Caires, G., Lipson, H., "Functional Properties of Silicone/Ethanol Soft-Actuator Composites", Mater. Des. 145, Pp. 232–242. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.02.057, (2018).
  21. Cartolano, M., Xia, B., Miriyev, A., Lipson, H., "Conductive Fabric Heaters for Heat-Activated Soft Actuators", Actuators. 8, https://doi.org/10.3390/act8010009, (2019).
  22. Xia, B., Miriyev, A., Trujillo, C., Chen, N., Cartolano, M., Vartak, S., Lipson, H., "Improving the Actuation Speed and Multi-Cyclic Actuation Characteristics of Silicone/Ethanol Soft Actuators", Actuators. 9. https://doi.org/10.3390/ACT9030062, (2020).
  23. Miriyev, A., Trujillo, C., Caires, G., Lipson, H., "Rejuvenation of Soft Material-Actuator", MRS Commun. 8, Pp. 556–561. https://doi.org/10.1557/mrc.2018.30, (2018).
  24. Otero, T. F., Sansiñena, J. M., "Soft and Wet Conducting Polymers for Artificial Muscles", Adv. Mater. 10, Pp. 491–494. https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-4095(199804)10:6<491::AID-ADMA491>3.0.CO;2-Q, (1998).
  25. Bilodeau, R. A., Mohammadi Nasab, A., Shah, D. S., Kramer-Bottiglio, R., "Uniform Conductivity in Stretchable Silicones: Via Multiphase Inclusions", Soft Matter. 16, pp. 5827– 5839. https://doi.org/10.1039/d0sm00383b, (2020).
  26. Miriyev, A., Stack, K., Lipson, H., "Soft Material for Soft Actuators", Nat. Commun. 8. https://doi.org/10.1038/s41467-017-00685-3, (2017).
 

 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,838
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 964


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب