Kompakte dielektrische Elastomer-Linearantriebe

Zusammenfassung: Das Design und die Herstellung eines gewickelten dielektrischen Elastomerantriebs werden beschrieben, und die parametrische Abhängigkeit von Verschiebung und blockierter Kraft von der Geometrie des Antriebs, der Dicke der Elastomerschicht, der Spannung und der Anzahl der Wicklungen wird analysiert. Kombinationen verschiedener Elastomere und Kohlenstoffnanoröhrenelektroden werden untersucht und optimiert, um Leistungsmerkmale für taktile Anzeigeanwendungen zu erfüllen, nämlich Betrieb bis 200 Hz mit einer Kombination aus 1 N blockierter Kraft und einer freien Verschiebung von 1 mm, alles innerhalb eines Volumens von weniger als 1 cm³. Lebensdauern von über 50.000 Zyklen wurden erreicht. Entscheidend für das Erreichen dieser Ziele ist die Kontrolle des multilayering-Fertigungsprozesses, die Konzentration der Kohlenstoffnanoröhrenelektroden, die Auswahl eines weichen Elastomers mit geringen viskosen Verlusten und ein Prüfverfahren zur Verbesserung der Lebensdauerzuverlässigkeit.