طراحي ساختارهاي با سفتي متغير مبتني بر منسوج با استفاده از نيروي الكترواستاتيكي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

امروزه استفاده از كلاچ‌هاي الكترواستاتيكي با سفتي متغير در كاربردهاي مختلف از جمله رباتيك بسيار موردتوجه قرار گرفته است. براين‌اساس روش‌هاي مختلف جهت طراحي اين كلاچ‌ها ارائه شده است كه از آن جمله به استفاده از نيروي الكترواستاتيكي مي‌توان اشاره كرد. از سوي ديگر، استفاده از منسوجات الكترونيك و هوشمند در كاربردهاي مختلف به دليل ويژگي‌هاي منحصربه‌فرد آن‌ها از جمله قابليت انعطاف موردتوجه قرار گرفته است؛ لذا طراحي كلاچ‌هاي الكترواستاتيكي با سفتي متغير مبتني بر منسوج، يك راهكار بسيار مؤثر در ارتقاي طراحي ربات‌هاي نرم مي‌تواند در نظر گرفته شود. هدف از اين پژوهش طراحي كلاچ‌هاي الكترواستاتيكي با سفتي متغير مبتني بر منسوج بر مبناي نيروي الكترواستاتيكي است. براين‌اساس، باتكيه‌بر اصول طراحي خازن و با استفاده از مواد انعطاف‌پذير به‌عنوان جوشن‌ها و دي‌الكتريك، ساختارهاي موردنظر طراحي شد. ماده دي‌الكتريك مورداستفاده در اين پژوهش فيلم‌هاي PVDF خالص و حاوي ذرات باريم تيتانات بود، همچنين از پارچه كربن تاري - پودي به‌عنوان ماده اصلي در طراحي جوشن‌ها استفاده شد. متغيرهاي طراحي ساختارهاي عمل‌كننده به‌عنوان كلاچ با سفتي متغير شامل ضخامت و مواد تشكيل‌دهنده فيلم دي‌الكتريك، ابعاد نمونه و ساختار جوشن‌ها بود. قابليت ساختارهاي طراحي‌شده در جابه‌جايي صفحه جوشن بالايي به‌عنوان معياري از ميزان نيروي برشي اصطكاكي و همچنين نيروي موردنياز جهت تغيير شكل خمشي ساختار در زمان اعمال ولتاژ، مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل نشان داد كه در ساختار طراحي‌شده با ابعاد 5×9 سانتي‌متر و استفاده از فيلم PVDF با ضخامت 11 ميكرومتر، حداكثر نيروي 22 نيوتن در حالت برشي قابل ‌دستيابي است. همچنين تأثير متغيرهاي مختلف در اين پژوهش ازنقطه‌نظر الكتريكي و مكانيكي با استفاده از نرم‌افزار كامسول مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه ضخامت ماده دي‌الكتريك مؤثرترين عامل در ميزان نيروي الكترواستاتيكي است.

227089

فناوري

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان