《Adv. Manuf.》综述:基于EAP柔性触觉反馈人机界面研究进展

文摘   2025-01-25 08:29   云南  
随着智能材料的快速发展,电活性聚合物(EAP)作为一种重要的驱动材料,逐渐在触觉反馈系统中展现出巨大的潜力。EAP材料可以在电场作用下发生形变,进而为用户提供力、振动或温度等多维度的触觉反馈,为沉浸式触觉通信(触觉互联网)带来更加生动、真实的互动体验。

江苏大学张忠强教授团队与鹏城实验室焦健团队合作在其综述文章中总结了EAP执行器在人机交互领域的最新进展,特别是在虚拟现实、增强现实等应用场景中的研究成果。该文章详细概述了EAP的驱动机制、结构设计、功能材料、制备方法及其实际应用,分析了目前面临的挑战,包括提高响应速度、延长使用寿命及提升功率效率等问题。

该成果以Advances in Electroactive Polymer-Based Haptic Actuators for Human-Machine Interfaces: From Principles to Applications为题,已发表在《Advanced Manufacturing》期刊上。文章指出,尽管电活性聚合物在触觉执行器中具有广泛的应用前景,但仍需解决低电压操作、能效提升及长期稳定性等关键问题,未来的研究将重点聚焦于新型EAP材料的开发与集成策略。

本文综述为读者提供了一个全面而深入的EAP触觉驱动器研究现状,尤其是在HMI系统中的应用,为进一步推动该领域的发展提供了宝贵的参考。期待未来随着技术的进步,EAP驱动的触觉反馈能够在医疗、娱乐等多个领域发挥更大作用。


1. 电活性聚合物触觉执行器在人机交互中的应用概述。


2. 电活性聚合物的驱动原理:(a) 离子迁移。(b) 压电效应。(c) 电致形变。(d) 水力放大自愈静电效应。


3. 结构设计:(a) 堆叠多层EAP薄膜结构。(b) 复合结构。(c) 预应力结构。(d) 腔室结构。(e) 扭曲螺旋结构。(f) 网状织物结构。


4. 电子型电活性聚合物:(a) 电介质弹性体。(b) 导电聚合物。(c) 液晶弹性体(LCEs)。(d) 电活性接枝弹性体(EGEs)。(e) 聚氯乙烯(PVC)凝胶。


5. 离子型电活性聚合物(EAPs):(a) 离子聚合物-金属复合材料(IPMCs)。(b) 和 (c) 离子聚合物凝胶。


6. 电活性聚合物(EAPs)的常见制备方法:(a) 3D打印技术。(b) 聚合物合成。(c) 静电粘附。(d) 模具成型


7. 电活性聚合物(EAPs)的应用:(a) 沉浸式交互设备。(b) 触摸屏。(c) 和 (d) 指尖交互设备。(e) 可穿戴皮肤。(f) 声学设备。


原文链接: 


https://www.elspub.com/papers/j/1817884160412356608
通讯作者:张忠强  江苏大学机械学院       Emailzhangzq@ujs.edu.cn 

       焦健 鹏城实验室   Emailjiaoj01@pcl.ac.cn 

地址江苏大学机械工程学院,镇江 212013;鹏城实验室,深圳 518055 

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