คำนิยาม. อิเล็กทริกหมายถึงอะไร?

วัสดุอิเล็กทริกเป็นฉนวนชนิดหนึ่งที่กลายเป็นโพลาไรซ์เมื่อสัมผัสกับสนามไฟฟ้า มันสามารถรักษาสนามไฟฟ้าสถิตได้อย่างง่ายดายแม้ว่าจะไม่ใช่ตัวนำไฟฟ้าก็ตาม วัสดุดังกล่าวถูกใช้ในหลายสถานที่ เช่น ในตัวเก็บประจุและสถานีวิทยุ และสำหรับสายส่งความถี่วิทยุ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เก็บพลังงานได้หากตั้งค่าอย่างถูกต้อง วัสดุเหล่านี้ส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นของแข็ง แต่ของเหลวและก๊าซบางชนิดก็มีคุณสมบัติเป็นฉนวนเช่นกัน

ตัวอย่างของก๊าซดังกล่าว ได้แก่ อากาศแห้ง และตัวอย่างของไดอิเล็กทริกที่เป็นของแข็ง ได้แก่ ไมกา เซรามิก พลาสติก และแก้ว น้ำกลั่นเป็นของเหลวอิเล็กทริก เนื่องจากวัสดุไดอิเล็กทริกไม่ใช่ตัวนำ ประจุไฟฟ้าจึงไม่ไหลผ่านตามปกติเมื่อสัมผัสกับสนามไฟฟ้า ข้อกล่าวหาไม่ไหลจริง แต่ขยับเล็กน้อยจากตำแหน่งเดิม สิ่งนี้นำไปสู่การโพลาไรซ์อิเล็กทริก สิ่งนี้ทำให้ประจุบวกในวัสดุไปในทิศทางของสนามไฟฟ้าและประจุลบไปในทิศทางตรงกันข้าม

ทำไมต้องทดสอบรองเท้าอิเล็กทริก

ทางนี้, สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นในตัววัสดุเองและลดขอบเขตโดยรวมของวัสดุ หากโมเลกุลของวัสดุมีพันธะน้อย พวกมันก็จะจัดเรียงตัวเองใหม่ตามแกนสมมาตร คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการของวัสดุไดอิเล็กทริกคือไม่สูญเสียพลังงานในรูปของความร้อนโดยคงสภาพสนามไฟฟ้าสถิตไว้ คุณสมบัตินี้ปรากฏอยู่ในวัสดุบางชนิด ซึ่งช่วยให้คุณสามารถสร้างตัวเก็บประจุที่เต็มเปี่ยมได้

วัสดุที่ปรับตัวได้เร็วฟ้าผ่าจะเปลี่ยนคุณสมบัติของพวกมันเมื่อใช้สนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก สามารถใช้เอฟเฟกต์เหล่านี้เพื่อออกแบบข้อต่ออัจฉริยะ เครื่องมือจับยึด ซีล และเซ็นเซอร์ได้ ที่งานฮันโนเวอร์ เทคโนโลยีโครงสร้างแบบปรับได้ถือเป็นเทคโนโลยีหลักสำหรับระบบเมคคาทรอนิกส์ที่มีระบบวัสดุแบบแอคทีฟ ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนและปรับเปลี่ยนได้ตามเงื่อนไขการใช้งาน ของเหลวจากสนามแม่เหล็กก่อตัวขึ้น เช่น ในน้ำมันเหลวหรือสารแขวนลอยโพลิไกลคอล เมื่อเปิดสนามแม่เหล็ก จะเป็นสายโซ่ยาวของไดโพลขนาดเล็กที่มีอนุภาคเหล็กทรงกลมขนาดไมโครเมตร

สิ่งนี้นำไปสู่ร่างกายกึ่งแข็งซึ่งขึ้นอยู่กับแรง สนามแม่เหล็กทำซ้ำความสม่ำเสมอของมัน ด้วยวิธีนี้ แรงเฉือนสามารถทำได้สูงถึงพันเท่า สภาวะปกติ. ใช้ในโช้คอัพและแดมเปอร์ ของเหลวจากสนามแม่เหล็กช่วยลดเสียงและการสั่นสะเทือนในรถยนต์ ข้อต่อแบบปรับได้เหมาะสำหรับการก่อสร้างเครื่องจักรและโรงงาน ของเหลวจะแข็งตัวและยึดเพลาทั้งสองเข้าด้วยกัน ปิดการใช้งานโดยการปิดสนามแม่เหล็ก

วิธีใช้บอท

ดังนั้นหมอนจะโอบล้อมวัตถุที่จะจับ ถ้าเกิดทั้งสองฝ่าย ไข่ดิบ, แว่นตาและช่องว่างสามารถเคลื่อนย้ายได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนเครื่องมือ ดังนั้นวิธีนี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตซีรีย์ขนาดเล็กและต้นแบบ

นอกจากของเหลวแล้ว ยังมีอีลาสโตเมอร์ที่ปรับค่าด้วยแม่เหล็กได้อีกด้วย ที่นี่ฟิล์มขยายตัวภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็ก สิ่งนี้สามารถใช้เป็นวัสดุปิดผนึกอัจฉริยะ หรือในวาล์วใหม่: เมื่อฟิล์มขยายตัวอย่างต่อเนื่องในสนามแม่เหล็ก ช่องว่างของวงแหวนจะเปลี่ยนไป ทำให้มีการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนและละเอียดอ่อนกว่าวาล์วทั่วไป

งานวิจัยอื่นในภูมิภาคWürzburgคือตัวกระตุ้นอิลาสโตเมอร์อิเล็กทริก ประกอบด้วยฟิล์มอีลาสโตเมอร์ที่บางมาก ยืดหยุ่นสูง และยืดหยุ่นได้สูง ที่ด้านบนและด้านล่างของอิเล็กโทรดที่สะสมอยู่ หากใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสอง อิเล็กโทรดจะไปถึงฟอยล์ด้วยไฟฟ้าสถิตด้วยไฟฟ้า ซึ่งจะบางลงและกว้างขึ้น

ห้องปฏิบัติการของบริษัทของเรา

ในทางกายภาพ แรงดันไฟฟ้าสถิตของ Maxwell ทำหน้าที่เช่น ความสัมพันธ์ตามสัดส่วนระหว่างกำลังสองของความแรงของสนามไฟฟ้าและความเค้นเชิงกล ด้วยวิธีนี้ การเคลื่อนไหวที่ค่อนข้างแรงและการเคลื่อนไหวที่รวดเร็วสูงถึง 100 Hz สามารถสร้างได้

ตัวกระตุ้นโพลีเมอร์สามารถแทนที่เทคโนโลยีไดรฟ์

ถูกจำกัดด้วยแอมพลิจูดเล็ก ๆ สามารถทำได้มากขึ้น ความถี่สูง. พับได้ ไดรฟ์ดังกล่าวจะขยายในทิศทางแกนของปึก ฟิล์มแต่ละชิ้นสามารถส่งผ่านแรงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เป้าหมายคือการสร้างตัวกระตุ้นเชิงเส้นที่ทำงานที่ความหนาแน่นของพลังงานสูงอย่างรวดเร็ว และไม่เหมือนกับตัวกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่ต้องการธาตุหายาก

ในทางกลับกัน เซนเซอร์แบบคาปาซิทีฟที่ยืดหยุ่นสามารถทำได้โดยใช้แนวทางวัสดุเดียวกันกับที่สามารถวัดแรง แรงดัน หรือความเครียดได้ ด้วยวิธีนี้ จะได้เซ็นเซอร์วัดความเครียดอย่างง่ายซึ่งสามารถวัดสถานะความเครียดได้

การใช้งานแบบปรับได้มีศักยภาพที่ดีสำหรับลมหรือพลังน้ำ

ความไวจะถูกปรับตามองค์ประกอบของวัสดุ นอกจากนี้ยังสามารถใช้วัสดุต่างๆ ร่วมกันเพื่อสร้างแหล่งพลังงานที่ดึงพลังงานจากการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร โรงงาน หรือส่วนประกอบอื่นๆ และผลิตกระแสไฟฟ้า “ในการใช้งานเหล่านี้ เรามองเห็นศักยภาพที่ยอดเยี่ยมสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ลมหรือพลังน้ำ” Böse อธิบาย

กฎการทำงานของเรืออิเล็กทริก

หุ่นยนต์แบบนิ่มทำหลายๆ อย่างได้ดี แต่ยังไม่ทราบถึงความเร็วที่แน่นอน กล้ามเนื้อเทียมที่เคลื่อนไหวในหุ่นยนต์อ่อนที่เรียกว่าแอคทูเอเตอร์มักจะพึ่งพาระบบไฮดรอลิกส์หรือนิวแมติก แต่ตอบสนองช้าและจัดเก็บยาก

อิลาสโตเมอร์ไดอิเล็กทริก วัสดุอ่อนนุ่มที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี สามารถนำเสนอทางเลือกแทนตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกได้ แต่ในปัจจุบันจำเป็นต้องมีวงจรที่ซับซ้อนและไม่มีประสิทธิภาพในการส่งไฟฟ้าแรงสูง รวมถึงส่วนประกอบที่แข็งเพื่อรักษารูปร่าง

“เราเชื่อว่านี่อาจเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ของหุ่นยนต์ตัวอ่อน” Mishu Duduta นักศึกษาระดับปริญญาเอกและผู้เขียนบทความฉบับแรกกล่าว ไฟฟ้าเก็บและจัดส่งง่ายแต่ยังคง สนามไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการขับเคลื่อนด้วยกำลังในหุ่นยนต์แบบนิ่มนั้นสูงเกินไป งานวิจัยนี้แก้ปัญหามากมายในการควบคุมที่ราบรื่นโดยการลดแรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์และเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานในขณะที่กำจัดส่วนประกอบที่แข็ง

Duduta เป็นผู้ร่วมเขียนบทความร่วมกับ Robert Wood, Charles Reeve Professor of Engineering and Applied Sciences และ David Clark ศาสตราจารย์ Tarra Materials Family คุณสมบัติเพิ่มเติมของวัสดุทั้งสองนี้ทำให้อุปกรณ์ใหม่มีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวกระตุ้นอิลาสโตเมอร์ไดอิเล็กทริกมาตรฐาน

อิลาสโตเมอร์ไดอิเล็กทริกส่วนใหญ่มีช่วงการเคลื่อนที่ที่จำกัด และต้องยืดล่วงหน้าและติดเข้ากับโครงที่แข็งแรง เป็นเทปกาวสองหน้าแบบเหนียว จึงสามารถยึดติดกันและอิเล็กโทรดได้ดี สำหรับอิเล็กโทรด อุปกรณ์ดังกล่าวได้เปลี่ยนจาระบีคาร์บอน ซึ่งมักใช้เป็นอิเล็กโทรดในอิลาสโตเมอร์ไดอิเล็กตริก ด้วยแผ่นท่อนาโนคาร์บอนแบบบาง ท่อนาโนไม่เพิ่มความแข็งของอีลาสโตเมอร์หรือลดความหนาแน่นของพลังงาน หมายความว่าอีลาสโตเมอร์สามารถยืดตัวและให้ความแข็งแรงได้มาก

ทีมงานได้ประดิษฐ์อีลาสโตเมอร์หนึ่งตัวไว้บนอีกตัวหนึ่ง โดยสร้างแซนวิชของอีลาสโตเมอร์ อิเล็กโทรด อิลาสโตเมอร์ อิเล็กโทรด และอื่นๆ ด้วยวิธีนี้ อิเล็กโทรดแต่ละอันจะมีการใช้งานแบบคู่ โดยสามารถป้อนอีลาสโตเมอร์ขึ้นและลงได้ “แรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการขับเคลื่อนอิลาสโตเมอร์ไดอิเล็กตริกนั้นสัมพันธ์โดยตรงกับความหนาของวัสดุ ดังนั้นพวกเขาจึงต้องทำให้อิลาสโตเมอร์ไดอิเล็กตริกมีความบางที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้” ดูดูตากล่าว แต่อีลาสโตเมอร์ที่บางมากจะเปราะและไม่สามารถทำให้เกิดความแข็งแรงได้

อีลาสโตเมอร์หลายชั้นมีความน่าเชื่อถือมากกว่าและสามารถให้แรงได้มาก ความสำคัญของงานนี้อยู่ที่ความจริงที่ว่าการผสมผสานของวัสดุและการแปรรูปช่วยให้เราสามารถเอาชนะข้อจำกัดทางเทคนิคที่มีอยู่สองประการของอิลาสโตเมอร์ไดอิเล็กทริก - ความต้องการ ไฟฟ้าแรงสูงและก่อนยืดกล้ามเนื้อ คลาร์กกล่าว

คุณสมบัติของรองเท้าอิเล็กทริก

แอคทูเอเตอร์ประเภทนี้สามารถใช้ได้กับทุกอย่างตั้งแต่อุปกรณ์พกพาไปจนถึงกริปเปอร์แบบนิ่ม เครื่องมือผ่าตัดผ่านกล้อง หุ่นยนต์ที่นิ่มเต็มที่ หรือกล้ามเนื้อหุ่นยนต์ประดิษฐ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น การแสดงเป็นหนึ่งในปัญหาที่ยากที่สุดในวิทยาการหุ่นยนต์ Wood กล่าว หุ่นยนต์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้มอเตอร์โรตารี่แม่เหล็กไฟฟ้าแบบธรรมดา ในกรณีที่เราไม่สามารถใช้มอเตอร์ประเภทนี้ได้ เช่น ในหุ่นยนต์แบบนิ่ม มีทางเลือกหลายทางสำหรับการขับเคลื่อนประสิทธิภาพสูง