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                新闻动态 / 高空作业升降平台车百科

                河北高空作业升降平台车:碳纤维人造肌肉提升重量12,600倍

                大多数人都喜欢这种运动,这个问题回答了一个基本问题:你的肌肉是否足够强壮以提升自己的体重?

                一些伊利诺伊州研究人员研究人造肌肉的研究结果甚至是最适合个人羡慕的结果,设计的肌肉能够提升自身重量的12,600倍。

                河北高空作业升降平台车助理教授河北高空作业升降平台车博士后河北高空作业升降平台车和河北高空作业升降平台车最近发表了一篇关于如何在河北高空作业升降平台车期刊中设计超强人造肌肉的研究。新肌肉由碳纤维增强硅氧烷橡胶制成,并具有盘绕的几何形状。这些肌肉不仅能够提升自身重量的12,600倍,而且能够承受高达60 MPa的机械应力,提供高于25%的拉伸行程和高达758 J / kg的特定功。这个数量是天然肌肉能够产生的特定工作量的18倍。当电动驱动时,基于碳纤维的人造肌肉在不需要高输入电压的情况下表现出优异的性能:作者展示了0。

                河北高空作业升降平台车助理教授河北高空作业升降平台车博士后河北高空作业升降平台车和河北高空作业升降平台车最近发表了一篇关于如何在河北高空作业升降平台车期刊中设计超强人造肌肉的研究。新肌肉由碳纤维增强硅氧烷橡胶制成,并具有盘绕的几何形状。这些肌肉不仅能够提升自身重量的12,600倍,而且能够承受高达60 MPa的机械应力,提供高于25%的拉伸行程和高达758 J / kg的特定功。

                “这些低成本和轻量级人造肌肉的应用范围非常广泛,涉及机器人,假肢,矫形器和人体辅助设备等不同领域,”河北高空作业升降平台车说?!拔颐翘岢龅氖P褪且恢钟杏玫纳杓乒ぞ?,可根据不同的应用来定制盘绕人造肌肉的性能。此外,该模型清楚地了解了在致动机制中发挥重要作用的所有参数,这有助于未来的研究工作,以开发具有增强特性的纤维增强卷曲肌肉的新类型。

                人造肌肉本身是由商业碳纤维和聚二甲基硅氧烷(PDMS)组成的线圈。*先将碳纤维丝束浸入用己烷稀释的未固化的PDMS中,然后用简单的钻头加捻,以形成具有均匀形状和恒定半径的纱线。在PDMS固化后,直的复合纱线被高度扭曲直至完全卷绕。

                “最近发明了使用尼龙线的盘绕肌肉,”河北高空作业升降平台车说?!八强梢允┘哟蟮那宄?,这使得它们对于人类辅助设备的应用非常有用:只要它们能够变得更强大?!?/p>

                该团队设定了将碳纤维(一种非常强的轻质材料,可以在市场上买到)转化为人造肌肉的目标。

                “要使用碳纤维,我们必须了解卷曲肌肉的收缩机制。一旦我们发现了这个理论,我们就学会了如何将碳纤维转化为超强肌肉。我们简单地用适当类型的硅橡胶填充碳纤维丝束,它们的性能令人印象深刻,正是我们的目标,“河北高空作业升降平台车说。该研究表明肌肉收缩是由于硅氧烷填充物的热膨胀或溶剂吸收导致的肌肉纱线半径的增加引起的?!暗惫柘鸾和ü┘拥缪?,加热或通过溶剂溶胀而局部地将纤维在丝束内推开时,肌肉会弯曲。从硅橡胶施加到纤维上的内部压力使丝束直径膨胀和展开,从而沿着长度产生收缩行程?!?/p>

                在实验表征期间,将DC电压施加到线圈的端部以引起复合材料的加热,进而引起拉伸致动。线圈的顶端是固定的,而负载连接到底部以产生张力。拉伸行程由电影摄影机拍摄,并逐帧分析。通过递送至卷曲肌肉的液体己烷的溶胀也诱导拉伸致动。

                这些肌肉可以更加弯曲,实现更大的中风吗?数学预测和实验实现之间的密切一致提供了回答这个问题的信心。该团队发现,人造卷曲肌肉的拉伸致动可能受到客体材料(硅树脂)膨胀的能力的限制 – 这是客体材料的热降解特性所施加的限制。这解释了为什么由肿胀引起的肌肉具有更高的致动应变,它们比热引起的肌肉更能膨胀。作者提出的理论模型揭示了如何设计客体材料,使肌肉具有更令人印象深刻的表现。

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