[发明专利]一种离子共聚物-无机复合电驱动双指抓取器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种离子共聚物‑无机复合电驱动双指抓取器及其制备方法，包括多元离子共聚物乳液制备、离子共聚物‑无机复合电驱动活性材料制备、双指柔性抓取器的制备；离子共聚物‑无机复合电驱动活性材料标准样品的制备是在常温常压环境下将离子共聚物乳液和无机导电填料混合液缓慢浇注于平底凹槽玻璃模具内得到；其制备原料常见易得、制备工艺环保、简便，所制产品具有驱动电压低、抓取能力强、响应速度快、制备成本低、应用领域广等特点。

技术领域

本发明涉及电驱动智能材料器件设计制备技术领域，尤其涉及的是一种离子共聚物-无机复合电驱动双指抓取器及其制备方法。

背景技术

仿生电驱动活性材料(Bionic electric driving active materials,简称BEDAM)是根据仿生学原理模拟生物体组织细胞在生命活动过程中通过电位、极性的变化传递电信号实现基体组织神经传导、肌肉收缩等生命活动的智能材料，其能够在低压直流电场作用下实现类似生物体组织收缩、膨胀、弯曲等复杂形态变化，并广泛应用于人工器官、医疗器械、智能衣物、触摸传感器、仿生机器人等诸多领域。目前，BEDAM的基体材料主要选用离子型电致动聚合物(简称IEAP)，然后通过表面电极制备实现BEDAM组装。

IEAP是一类含有定量水分子和阴阳离子的高分子材料，具有质轻、柔性、工作电压低、形变性能好、生物相容性好、安全性高等诸多优势，其所含离子存在状态为金属阳离子能够以水合离子形式在高分子缝隙间自由移动，非金属阴离子刚性连接在高分子链上不可移动；当在IEAP上下表面覆盖电极层并施加直流电压后，IEAP基体内的水合阳离子在直流电场作用下定向移动到负极侧，与高分子链刚性连接的非金属阴离子尽管同样受到直流电场作用却难以向正极侧移动，这一差异使离子迁移过程产生失衡，大量水合阳离子集中在IEAP负极侧使其快速膨胀，IEAP正极侧因失去水合阳离子不断收缩，IEAP整体向正极侧弯曲形变；当改变直流电压方向，水合阳离子反方向移动，IEAP整体向反方向弯曲形变。

利用IEAP电驱动形变特性进行合理设计组装可得到一套完整的BEDAM双指柔性抓取器设备系统，该系统可应用于仿生机器人、智能柔性抓取器等领域，实现无人无机械条件下的智能抓取功能，主要解决不适宜人工和机械工作等极端环境下的样品采集需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过合理设计、精密组装提供一种离子共聚物-无机复合电驱动双指抓取器及其制备方法。

为实现上述目标，本发明的技术方案为：