磁流变弹性体的制备及其磁致传感特性研究

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在漫长的人类进化过程中,科学技术发展日新月异,传统技术发展呈现出多元化、智能化以及人性化等趋势。触觉传感技术是被广泛应用的触觉技术之一,它是指利用某些敏感元件和机械结构测量传感器与被测物体之间的触觉参数。触觉传感技术具有其他感应技术及传感器无法代替的优势,从而广泛应用于医疗和军事等特殊领域。磁流变弹性体是一种新兴的智能复合材料,作为磁流变家族的新成员,研究其作为核心元件应用于触觉传感及作动器装置,是近年来国内外研究学者共同关注的热点课题。本文以触觉反馈技术与磁流变技术为背景,将磁流变弹性体运用到触觉传感作动器的设计应用中,主要完成的工作及创新点包括:(1)选取了制备磁流变弹性体的材料,近似计算得到了磁流变弹性体的相对磁导率,接着设计了不同的加磁回路,制备出了不同石墨含量以及不同制备方式的磁流变弹性体样品,并对其微观结构进行了观察。(2)对性能进行了研究,搭建了力学性能的测试平台,并推导了求解MRE力学性能参数的计算方法。近似推到了求解MRE电阻值的近似表达式,并通过测试平台得到具体的阻值特性。(3)设计了一个基于磁流变弹性体磁电阻特性的位移传感设备,首先介绍了其设计原理,接着对螺线管磁场轴向分布情况进行了研究,最后对该传感设备的可行性进行了详细分析。(4)设计了不同触觉感应作动器,并对每个设计进行了详细原理分析以及优缺点比较,最后对基于双螺线管的设计进行了详细分析,最后设计出了符合原理的结构。
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