基于海藻酸钙凝胶电驱动器的响应特性及位移震颤行为研究

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1、分类号：___________密级：___________UDC：___________编号：___________工学硕士学位论文基于海藻酸钙凝胶电驱动器的响应特性及位移震颤行为研究硕士研究生：韦成业指导教师：赵刚教授学科、专业：机械工程论文主审人：徐贺教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于海藻酸钙凝胶电驱动器的响应特性及位移震颤行为研究硕士研究生：韦成业指导教师：赵刚教授学位级别：工学硕士学科、专业：机械工程所在单位：机电工程学院论文提交日期：201

2、8年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngStudyonResponseCharacteristicsandDisplacementTremorBehaviorBasedonCalciumAlginateGelElectricActuatorCandidate:WeiChengyeSupervisor:Prof.ZhaoGangAcademicDegreeApplie

3、dfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalEngineeringDateofSubmission:Jan,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论

4、文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文

5、，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要电活性聚合物是一种在电场作用下能够改变自身形态及尺寸的智能材料。随着其性能的提高，电活性聚合物在人工肌肉领域的应用也越来越广泛。电活性聚合物按致动机理的分类方法可以分为电子型聚合物和离子型聚合物。

6、针对传统离子凝胶电驱动器的聚合物与交联剂存在毒性大、生物兼容性差、成本高昂等问题，本文采用海藻酸钠作为聚合物制造海藻酸钙凝胶电驱动器，确定海藻酸钙凝胶电驱动器的制备工艺；阐明生物凝胶电驱动器偏转机理；通过生物交联方法对电活性聚合物进行交联，研究交联时不同影响因素对海藻酸钙凝胶电驱动器响应性能的影响规律。通过实验测试不同CaCl2浓度、海藻酸钙凝胶膜厚度对驱动器的响应性能的影响规律。随着CaCl2浓度的增加，海藻酸钙凝胶电驱动器偏转位移随之增加，达到一定浓度0.9g/L时偏转位移最大，随后偏转位移

7、减小，过凝胶浓度1.0g/L反应制备的电驱动器偏转位移最小，响应速度变化规律和偏转位移变化规律一致。随着增塑剂甘油浓度的增加，海藻酸钙凝胶电驱动器的偏转位移逐渐变小，加入0.67%的甘油效果最好，不加甘油的电驱动器偏转位移稍微小，响应速度大，加入0.67%甘油制备电驱动器偏转位移最大，响应速度慢，综合比较不加甘油的电驱动器最好。实验海藻酸钙凝胶电驱动器尺寸比、增塑剂甘油及外加电压大小对响应性能的影响规律。驱动器的宽度尺寸对驱动器的响应性能测试不会造成影响。致动膜厚度是0307mm和电极膜厚度是0

8、.327mm制备的海藻酸钙凝胶电驱动器响应性能最好。外加电压3V时，偏转位移在一定时间内逐渐增加，之后达到稳定状态，响应速度较快。不同测试条件下的震颤现象及变化规律，研究结果表明，海藻酸钙凝胶电驱动器通电测试都出现震颤行为。在偏转位移随时间增大时，出现的震颤行为较少，达到平衡状态后，出现的震颤行为变多。阐述震颤行为机理，依此调控抑制震颤行为的发生。关键词：交联；海藻酸钙凝胶；响应特性；震颤行为IIIAbstractElectroactivepolymerisabletochangeitsshap