Definisjon. Hva betyr dielektrisk?

Et dielektrisk materiale er en type isolator som blir polarisert når den kommer i kontakt med et elektrisk felt. Den kan lett opprettholde et elektrostatisk felt selv om den ikke er en leder av elektrisitet. Slike materialer brukes mange steder, for eksempel i kondensatorer og radiostasjoner, og til radiofrekvente overføringslinjer. Den kan også brukes til å lagre energi hvis den er satt opp riktig. De fleste av disse materialene er faste i naturen, men noen væsker og gasser har også dielektriske egenskaper.

Et eksempel på en slik gass er tørr luft, og eksempler på fast dielektrikum inkluderer glimmer, keramikk, plast og glass. Destillert vann er en dielektrisk væske. Siden dielektriske materialer ikke er ledere, strømmer ikke elektriske ladninger normalt gjennom dem når de er i kontakt med et elektrisk felt. Anklagene flyter faktisk ikke, men beveger seg litt fra sin opprinnelige posisjon. Dette fører til dielektrisk polarisering. Dette fører til at den positive ladningen i materialet går i retning av det elektriske feltet og de negative ladningene går i motsatt retning.

Hvorfor teste dielektriske sko

På denne måten, elektrisk felt skapes i selve materialet og reduserer materialets totale felt. Hvis molekylene til et materiale er svakt bundet, så omorganiserer de seg selv basert på symmetriaksene deres. En annen viktig egenskap ved dielektriske materialer er at de ikke taper energi i form av varme ved å opprettholde et elektrostatisk felt. Denne egenskapen er manifestert i noen materialer, som lar deg lage fullverdige kondensatorer.

Lynraske adaptive materialer endrer egenskapene sine når elektriske eller magnetiske felt påføres. Disse effektene kan brukes til å designe smarte koblinger, gripeverktøy, tetninger og sensorer. På Hannover-messen. Adaptiv konstruksjonsteknologi blir sett på som en nøkkelteknologi for mekatroniske systemer med aktive materialsystemer som kan modifiseres og justeres etter bruksforhold. Magnetorheologiske væsker danner for eksempel i en flytende olje- eller polyglykolsuspensjon, når et magnetfelt slås på, lange kjeder av mikrometerstore små dipoler av sfæriske jernpartikler.

Dette fører til en halvfast kropp, som avhengig av kraften magnetfelt gjengir reproduserbarheten til konsistensen. På denne måten kan skjærspenninger opptil tusen ganger høyere oppnås. normal tilstand. Brukt i støtdempere og dempere reduserer magnetoreologiske væsker støy og vibrasjoner i kjøretøy. Adaptive koblinger er egnet for konstruksjon av maskiner og anlegg. Væsken stivner og binder de to akslene sammen. Deaktivert ved å slå av magnetfeltet.

Hvordan bruke roboter

Dermed omslutter putene gjenstandene som skal fanges. Hvis det skjer på begge sider, Rå egg, briller og emner kan transporteres uten å bytte verktøy. Derfor er denne metoden spesielt egnet for små serier og prototypeproduksjon.

I tillegg til væsker finnes det også magnetisk justerbare elastomerer. Her utvider filmen seg under påvirkning av et magnetfelt. Dette kan brukes som et intelligent tetningsmateriale - eller i en ny ventil: ettersom filmen utvides kontinuerlig i et magnetisk felt, endres ringgapet, noe som tillater mer komplekse og følsomme bevegelser enn konvensjonelle ventiler.

Et annet forskningsområde i Würzburg-regionen er dielektriske elastomeraktuatorer. De består av svært tynne, svært fleksible og svært strekkbare elastomere filmer, på toppen og bunnen av hvilke elektroder er avsatt. Hvis en spenning påføres mellom de to elektrodene, når elektrodene elektrostatisk elektrolytisk folien, og blir tynnere og bredere.

Vårt firmalaboratorium

Fysisk sett virker Maxwells elektrostatiske trykk, dvs. proporsjonalt forhold mellom kvadratet av den elektriske feltstyrken og mekanisk spenning. På denne måten kan det genereres relativt sterke bevegelser og opptil 100 Hz raske bevegelser.

Polymeraktuatorer kan erstatte drivteknologi

Begrenset av små amplituder kan oppnås mye mer høye frekvenser. Sammenleggbar, en slik drivenhet utvider seg i aksial retning av stabelen. Individuell film kan bare overføre små krefter. Målet er å bygge en lineær aktuator som opererer med høy energitetthet veldig raskt og, i motsetning til elektromagnetiske aktuatorer, ikke krever sjeldne jordartselementer.

Omvendt kan fleksible kapasitive sensorer lages ved å bruke samme materialtilnærming som kan måle krefter, trykk eller tøyninger. På denne måten får man en enkel tøyningssensor som kan måle tøyningstilstander.

Adaptive applikasjoner gir stort potensial for vind- eller vannkraft

Følsomheten justeres i henhold til materialets sammensetning. En kombinasjon av ulike materialer kan også brukes til å lage en kraftkilde som henter energi fra vibrasjoner fra maskiner, anlegg eller andre komponenter og genererer elektrisitet. "I disse applikasjonene ser vi et stort potensial for generatorer som bruker vind- eller vannkraft," forklarte Böse.

Regler for drift av dielektriske båter

Myke roboter gjør mange ting bra, men er ikke akkurat kjent for sin hastighet. De kunstige musklene som beveger seg i myke roboter kalt aktuatorer har en tendens til å stole på hydrauliske eller pneumatiske systemer, men er trege til å reagere og vanskelig å lagre.

Dielektriske elastomerer, myke materialer med gode isolasjonsegenskaper, kan tilby et alternativ til pneumatiske aktuatorer, men krever for tiden komplekse og ineffektive kretser for å levere høyspenning, samt stive komponenter for å opprettholde formen.

"Vi tror dette kan være den hellige gral av myk robotikk," sa Mishu Duduta, doktorgradsstudent og førsteforfatter av artikkelen. Strøm er lett å lagre og levere, men likevel elektriske felt som kreves for kraftdrev i myke roboter var for høye. Denne forskningen løser mange problemer med jevn kontroll ved å redusere drivspenningen og øke energitettheten samtidig som harde komponenter elimineres.

Duduta er medforfatter av artikkelen med Robert Wood, Charles Reeve professor i ingeniørvitenskap og anvendt vitenskap, og David Clark, Tarra Materials Family Professor. De ekstra egenskapene til disse to materialene tillot den nye enheten å overgå standard dielektriske elastomeraktuatorer.

De fleste dielektriske elastomerer har et begrenset bevegelsesområde og må være forhåndsstrukket og festet til en stiv ramme. Det er en klebrig dobbeltsidig tape, slik at de kan feste seg godt til hverandre og til elektrodene. For elektroder har utstyret erstattet karbonfett, som vanligvis brukes som elektrode i dielektriske elastomerer, med en matte av tynne karbonnanorør. Nanorør øker ikke stivheten til elastomeren eller reduserer energitettheten, noe som betyr at elastomeren kan strekke seg og gi betydelig styrke.

Teamet laget en elastomer oppå en annen, og skapte en sandwich av elastomer, elektrode, elastomer, elektrode og så videre. På denne måten får hver elektrode en dobbel bruk, i stand til å mate elastomeren opp og ned. "Spenningen som kreves for å drive dielektriske elastomerer er direkte relatert til tykkelsen på materialet, så de må gjøre den dielektriske elastomeren så tynn som mulig," sa Duduta. Men veldig tynne elastomerer er sprø og kan ikke gi styrke.

Flerlagselastomeren er mye mer pålitelig og kan gi betydelig kraft. Viktigheten av dette arbeidet ligger i det faktum at kombinasjonen av materialer og prosessering lar oss overvinne to av de eksisterende tekniske begrensningene til dielektriske elastomerer - behovet for høyspenning og pre-stretch, sa Clarke.

Funksjoner av dielektriske sko

Denne typen aktuatorer kan brukes i alt fra håndholdte enheter til myke gripere, laparoskopiske kirurgiske instrumenter, helt myke roboter eller mer komplekse kunstige robotmuskler. Skuespill er et av de vanskeligste problemene innen robotikk, sa Wood. De aller fleste moderne roboter er basert på konvensjonelle elektromagnetiske rotasjonsmotorer. I tilfeller hvor vi ikke kan bruke denne typen motor, som for eksempel i myke roboter, finnes det flere alternativer for en høyytelsesdrift.