Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles

Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Society of Photo Optical
作者:Bar-Cohen, Yoseph (EDT)
出品人:
页数:765
译者:
出版时间:
价格:95
装帧:HRD
isbn号码:9780819452979
丛书系列:
图书标签:
  • 科技
  • 材料学
  • Electroactive Polymers
  • Artificial Muscles
  • Actuators
  • Polymer Science
  • Materials Science
  • Biomimetics
  • Robotics
  • Smart Materials
  • Soft Robotics
  • Mechatronics
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具体描述

好的,这是一份关于“电活性聚合物(EAP)驱动器作为人造肌肉”的图书简介,旨在详细介绍该主题,同时避免提及您指定书名中的具体内容。 --- 图书简介:柔性驱动技术与仿生机器人学的前沿探索 核心主题: 本书深入探讨了新一代软体驱动技术,特别是那些模仿生物肌肉结构与功能的柔性材料系统的设计、制造、控制与应用。聚焦于如何利用先进材料的电、光、热等外部刺激响应特性,实现高效、可控的机械运动,从而为仿生机器人、微机电系统(MEMS)以及可穿戴技术开辟新的可能性。 导言:从刚性到柔性——驱动范式的转变 传统的驱动技术依赖于电机、液压或气动系统,这些系统通常结构复杂、重量大且刚性强,难以适应复杂、精细或需要高柔性的环境。近年来,对模仿生物系统(如昆虫、软体动物或人类肌肉)的驱动方式的需求日益迫切。生物肌肉的卓越性能——高应变能力、固有柔顺性、能量效率以及出色的自适应性——成为了工程学界面临的终极目标。本书的立足点正是这种范式转变:从基于硬质机械的驱动转向基于柔性功能材料的驱动。 第一部分:柔性驱动材料的科学基础 本部分构建了理解软体驱动系统的理论基石。我们首先梳理了当前主流的柔性驱动材料的物理化学特性。重点分析了电活性聚合物(EAP)——一类在电场激励下能显著改变其形状或尺寸的智能高分子材料。这包括离子型EAP(如离子聚合物-金属复合材料,IPMC)和电子型EAP(如介电弹性体,DEs)。 介电弹性体(DEs):深入探讨了其作为“电致伸缩”材料的本构关系。分析了高分子基体(如硅酮、丙烯酸酯)的分子结构对材料介电常数、弹性模量以及击穿强度的影响。详细介绍了如何通过优化电极设计(如碳纳米管、导电聚合物或液态金属)来提高驱动器的效率和响应速度。 离子聚合物-金属复合材料(IPMCs):阐述了其在水合状态下,在低电压驱动下实现弯曲运动的机理——即离子迁移和渗透压差的协同作用。讨论了如何通过调整聚合物骨架的交联密度和表面镀层技术来控制其力学输出和工作环境的限制。 此外,本部分还涵盖了其他重要的柔性驱动机制,如形状记忆聚合物(SMPs)、电磁活性材料(如磁流变弹性体)以及光热响应材料,对比分析了它们在驱动力密度、工作频率和驱动电压等关键性能指标上的优劣。 第二部分:驱动器设计与集成工程 理解材料是第一步,如何将其高效地转化为可用的“人造肌肉”是工程学的核心挑战。本部分侧重于驱动器的结构设计、制造工艺以及系统集成。 结构优化与机械耦合:探讨了如何通过层叠、卷绕、折纸几何等方式,将二维的材料薄片转化为具有高行程和高输出力的三维结构。分析了不同几何构型(如梁式、膜式、螺旋式)对驱动器应变范围和工作频率的影响。着重讨论了如何最小化内部应力集中和驱动过程中的能量耗散。 先进制造技术:详细介绍了用于柔性驱动器制造的关键技术,包括喷墨打印、3D/4D打印(特别是针对多材料和功能梯度结构的打印)、精密涂布和光刻技术。重点关注如何实现材料的精确沉积和电极与聚合物层的无缝集成。 驱动系统的闭环控制:柔性驱动器往往表现出非线性和迟滞现象。本部分深入研究了适用于这些系统的先进控制策略,包括基于模型的控制、自适应控制和神经网络控制,以实现精确的位置、速度和力矩跟踪。探讨了如何集成微传感器(如应变片、电容传感器)到柔性结构中,实现原位(in-situ)反馈控制。 第三部分:仿生应用与未来展望 本书的最后部分将理论和工程成果落地到具体的应用场景中,展示柔性驱动技术在模仿生物体功能方面的巨大潜力。 仿生机器人与软体抓手:展示了如何利用高应变驱动器构建能够安全、灵活抓取易损物体的软体抓手。讨论了在复杂地形中移动的仿生机器人(如蛇形、蠕动式机器人)的设计原理,以及驱动器如何提供类似于关节或蠕动波的运动。 可穿戴技术与生物医学工程:探讨了柔性驱动器在人机交互设备中的应用,例如,可以辅助或增强人体运动的外骨骼、康复辅助装置,以及用于体外诊断和手术的微型驱动系统。讨论了材料的生物相容性及其在长期植入应用中的挑战。 能量采集与自驱动系统:介绍了柔性驱动材料作为能量转换装置(如压力或振动能采集器)的潜力,探讨了如何将驱动与能量采集功能集成,实现系统在特定环境下的自给自足。 结论与展望 本书全面梳理了柔性驱动材料的科学原理、先进制造技术和前沿应用。我们坚信,这类模仿生物肌肉的驱动系统是下一代机器人学和智能设备的核心技术。未来的研究将集中于提高驱动器的功率密度、拓宽其工作温度范围,以及开发更智能、更可靠的集成控制方案,最终实现真正意义上的软体机器和人机共生系统。 ---

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的书名,Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles,一听就让我燃起了极大的兴趣。我一直对仿生学和人造肌肉领域有着浓厚的关注,而EAP作为一种能够响应电信号并产生形变的高分子材料,其在制造人造肌肉方面的潜力简直是科幻小说般的现实应用。我设想这本书将深入浅出地介绍EAP材料的基本原理,包括它们的分子结构、电化学响应机制,以及各种不同的EAP类型,例如离子型和电子型EAP。我非常期待书中能够详细阐述不同EAP材料在驱动电压、响应速度、力输出、形变能力以及耐久性等方面的性能比较。我想知道,究竟是哪种EAP材料在模仿肌肉的收缩和舒张方面表现最为出色?它又将如何克服现有EAP材料在能量密度、效率以及长期稳定性方面的挑战?书中是否会提供一些具体的实验数据和案例研究,来佐证EAP在人造肌肉领域的应用前景?我尤其好奇,书中会如何探讨EAP材料与生物肌肉的相似性和差异性,以及如何通过结构设计和驱动策略来最大化EAP的仿生性能。对于那些在材料科学、机器人学、生物工程或者仅仅是对未来科技充满好奇的读者来说,这本书无疑提供了一个窥探前沿科学的绝佳窗口。它不仅仅是关于一种材料的介绍,更是关于我们如何通过模仿自然界最精妙的设计,来创造出具有无限可能性的未来。我脑海中已经勾画出各种激动人心的应用场景,从灵巧的仿生机器人手臂,到能够辅助行动的穿戴式设备,甚至是能够修复受损组织的医疗植入物,EAP材料似乎都将扮演至关重要的角色。这本书,我坚信,将是一场关于材料、能量和生命的深刻探索。

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作為一名熱衷於探索新材料在仿生學領域應用的研究者,《Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles》這個書名,無疑如同一個磁場,強烈地吸引著我的目光。EAP,這個詞彙本身就充滿了革命性的潛力,而將其與“人造肌肉”緊密聯繫,更是直接觸及了我多年來研究的核心。我迫切地想知道,本書將如何從材料科學的根源出發,深入剖析EAP的化學結構、電學性質及其與機械響應之間的複雜關係。我希望書中能夠全面介紹各種類型的EAP,不僅僅是已知的離子型和電子型,更期待能對一些新興的、具有潛在突破性的EAP材料有所探討。對於“人造肌肉”的關鍵要素——動力學特性,我期待本書能夠提供詳實的數據和理論分析。例如,不同EAP材料在驅動力、形變幅度、響應頻率、能量效率以及在不同環境介質(如空氣、水)中的性能表現,是否能有細緻的量化比較?此外,長期的循環穩定性、耐久性,以及如何通過結構設計和驅動策略來優化這些性能,是我極為關注的方面。書中是否會深入探討EAP材料在微觀層面的損耗機制,以及如何通過分子設計和納米技術來延緩其老化過程?我還希望本書能夠提供一些實際的應用案例,不僅僅是概念性的設想,而是真實的實驗結果和原型展示,特別是在仿生機器人、醫療輔具以及先進可穿戴設備等領域。這本書,我深信,將會是我在EAP領域研究道路上不可或缺的寶貴參考。

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作为一名长久以来对仿生技术抱有浓厚兴趣的科学爱好者,当我在书店里瞥见《Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles》这本书时,我的目光立刻被吸引住了。这个书名直接点出了核心概念:利用电活性聚合物来模拟生物肌肉的运动。我脑海中立刻浮现出无数关于“人造肌肉”的奇妙想象,而EAP似乎是实现这一目标的绝佳途径。我非常好奇,书中将会如何从基础理论入手,阐述EAP材料的种类,例如离子聚合物金属复合材料(IPMC)、介电弹性体(DE)以及其他新兴的EAP家族。我期待书中能够深入剖析EAP材料的驱动机理,是仅仅停留在概念层面,还是会详细介绍其电化学、静电力或体积膨胀等驱动机制,并辅以清晰的图示和数学模型?对于“人造肌肉”的实现,关键在于其能够产生的力、位移以及响应速度。因此,我希望书中能够提供关于不同EAP执行器在这些性能上的详细数据,并进行严谨的比较分析。同时,耐用性、能量效率和工作环境的适应性也是决定EAP能否在实际应用中取代生物肌肉的重要因素。书中是否会探讨这些方面的挑战,以及科研人员正在进行的克服这些挑战的努力?我尤其希望书中能够包含一些前沿的研究成果和技术进展,例如如何提高EAP的力密度、延长其使用寿命,以及如何实现EAP的柔性化和集成化。这本书,对我而言,不仅是对EAP材料和人造肌肉领域的一次全面梳理,更是一次关于探索生命奥秘,并将其转化为工程实践的精彩旅程,我渴望从书中获得深厚的知识和启迪。

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当我看到《Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles》这个书名时,我的心跳就不由自主地加速了。作为一名在驱动器领域摸爬滚打多年的工程师,我一直对能够以电信号为驱动、模仿生物肌肉运动的材料充满着无限的遐想。EAP,这个听起来就极具潜力的词汇,与“人造肌肉”紧密联系在一起,简直就是我梦寐以求的解决方案。我迫切地想知道,书中将如何系统地梳理EAP材料的种类,是仅仅聚焦于某种主流的EAP,还是会全面覆盖离子型、电子型,甚至是新型的EAP衍生物?我特别关注书中对EAP驱动机制的讲解,是会停留在宏观的现象描述,还是会深入到微观的电化学反应和分子层面的形变原理?对于实际应用而言,驱动电压、工作频率、能量转换效率以及最重要的——输出力和位移——这些关键参数的详尽分析是不可或缺的。我希望能看到书中对不同EAP在这些参数上的对比,以及它们各自的优势和劣势。此外,长期稳定性、耐久性以及在复杂环境下的适应性,也是决定EAP能否真正成为“人造肌肉”的关键。书中是否会探讨如何通过优化材料配方、结构设计甚至驱动控制算法来提升这些性能?我还会密切关注书中关于EAP在机器人、可穿戴设备、医疗康复等领域的具体应用案例,这些案例的详细程度将直接影响我对EAP实际可行性的判断。这本书,对我而言,不仅仅是一本技术书籍,更是一把开启未来智能驱动器时代大门的钥匙,我期待着它能够为我带来深刻的启发和实践的指导。

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在浩瀚的科技书籍中,《Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles》这个书名,宛如一颗闪耀的明星,瞬间抓住了我的眼球。我是一名对前沿科技充满好奇的普通读者,一直以来,对于能够模拟生物肌肉的“人造肌肉”的概念,都让我感到无比着迷。而EAP,这个神秘的材料家族,似乎正是实现这一梦想的关键。我迫切地想知道,书中将如何以一种易于理解的方式,向我介绍EAP的“前世今生”。它是否会从EAP的分子结构入手,解释它们是如何通过电信号的刺激,产生形变和运动的?对于EAP的种类,例如离子型和电子型,书中又将如何进行区分和阐述它们各自的特点?我非常期待书中能够提供一些生动形象的比喻,来帮助我理解EAP材料的工作原理,而不是枯燥乏味的公式和术语。当然,作为“人造肌肉”,其性能表现至关重要。书中是否会详细介绍EAP在输出力、位移、响应速度、能量效率以及耐久性等方面的表现?我希望能看到一些实际的实验数据和图表,让我能够直观地感受到EAP的潜力。此外,书中是否会探讨EAP在实际应用中可能遇到的挑战,例如如何提高其稳定性和寿命,以及如何将其集成到更复杂的系统中?我渴望这本书能够带我走进一个充满无限可能性的科技世界,让我了解到,我们离拥有真正意义上的“人造肌肉”还有多远,以及我们正在为此做出怎样的努力。它不仅仅是一本书,更是一扇通往未来科技的窗户,让我能够一窥其中的奥秘。

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對於一個長期關注人工智能和機器人技術的愛好者來說,《Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles》這個書名,簡直像一則宣告未來已來的序曲。我一直夢想著能夠創造出真正擁有“生命感”的機器人,而“人造肌肉”正是實現這一夢想的關鍵。EAP,這個聽起來充滿科學魔力的詞彙,與“人造肌肉”的結合,讓我對這本書充滿了期待。我希望能從書中了解到,EAP材料是如何通過電的微小作用,產生出如同生物肌肉般的強大或精細的運動。書中是否會對各種EAP的家族進行細緻的介紹,比如它們各自的“性格”是如何的?是柔韌的,還是堅韌的?是快速的,還是穩定的?我對EAP材料的驅動原理非常好奇,它是否像我們身體的神經傳導一樣,能夠精確地控制運動?書中是否會提供一些直觀的圖解,來展示EAP是如何被激發,又是如何產生形變的?當然,作為“人造肌肉”,它的力量和靈活性至關重要。我希望書中能夠提供一些數據,讓我們了解到EAP能夠產生多大的推力,能夠實現多大的運動範圍,以及它的反應速度有多快。我還想知道,EAP材料的“壽命”有多長,它們是否能夠承受長時間的重複運動,或者在潮濕、高溫的環境中工作?如果書中能包含一些EAP在實際應用中的案例,例如如何被用來製造能夠攀爬的機器人,或者能夠輔助殘疾人士運動的裝置,那將會是更令人興奮的。這本書,我認為,將會是一次關於如何用科學語言描繪“生命”的壯麗旅程。

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在我尋找關於未來驅動技術的資料時,《Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles》這個書名,瞬間吸引了我的全部注意力。書名直接點出了核心技術EAP,並將其與“人造肌肉”這一令人振奮的概念聯繫起來,這正是我一直以來所關注和渴望了解的。我非常期待這本書能夠深入淺出地介紹EAP材料的基礎知識。它是否會從EAP的分子結構、電化學特性以及其與環境的相互作用機理開始講起?書中是否會系統地梳理現有的EAP材料種類,例如離子聚合物金屬複合材料(IPMC)、介電彈體(DE)以及其他新型的EAP材料,並詳細闡述它們各自的優勢、劣勢以及潛在應用場景?對於EAP作為“人造肌肉”的性能,我最為關注的是它們的驅動能力、響應速度、能量效率以及長期穩定性。我希望書中能夠提供具體的實驗數據和理論分析,來量化這些關鍵性能指標,並與傳統的驅動技術進行比較。此外,我也非常期待書中能夠探討EAP材料在仿生學、機器人學、生物醫學工程等領域的實際應用。書中是否會提供一些成功的應用案例,例如用於製造靈巧機器人手臂、微創醫療器械,或者是可穿戴的運動輔助裝置?我還對EAP材料在克服現有技術瓶頸,如提高力密度、增強耐久性以及實現自主感知和控制方面的進展特別感興趣。我相信,這本書將為我提供一個全面、深入的視角,來理解EAP材料在創造“人造肌肉”方面的巨大潛力,並為我未來的研究和開發工作提供重要的啟發。

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我是一名對尖端技術懷有強烈好奇心的業餘愛好者,當我第一眼看到《Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles》這本書的書名時,我立刻被它所蘊含的無限潛力所吸引。這個書名聽起來就像是科幻小說中的概念,但它卻是真實存在的科學研究。我對EAP材料如何能夠模擬生物肌肉的運動方式充滿了好奇。我希望這本書能夠以一種易於理解的語言,向我介紹EAP的基本原理,例如它們是如何被電刺激而產生形變的。我特別想知道,是否存在不同種類的EAP,它們各自的優缺點是什麼?書中是否會詳細介紹那些在模仿生物肌肉方面表現出色的EAP類型,並解釋它們為何能做到這一點?對於“人造肌肉”的應用,我最關心的莫過於它們的性能。書中是否會提供關於EAP執行器能夠產生的力量、移動範圍、反應速度以及它們的耐用性等方面的詳細信息?我希望能看到一些實際的應用案例,例如它們是如何被用在機器人、醫療設備或者其他領域的。同時,我也很好奇,要讓EAP材料真正成為“人造肌肉”,還需要克服哪些技術難關?書中是否會探討這些挑戰,以及科學家們是如何努力解決的?我希望這本書能夠為我打開一扇了解未來科技的大門,讓我對EAP材料和人造肌肉的發展有更深刻的認識,並激發我對科技的無限遐想。

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作为一个对材料科学和机器人技术有着濃厚興趣的學生,當我看到《Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles》這本書的書名時,我的內心 immediatamente被點燃了。書名中的“電活性聚合物”(EAP)和“人造肌肉”直接點明了這本書的核心主題,這正是我一直以來所關注和探索的領域。我非常期待這本書能夠從基礎理論層面,深入淺出地介紹EAP材料的種類,例如離子型EAP(如IPMC)和電子型EAP(如介電彈性體)。我希望書中能夠詳細闡述它們各自的材料組成、微觀結構以及電致形變的物理機制,並輔以清晰的結構圖和工作原理示意圖。對於“人造肌肉”的實現,關鍵在於EAP材料的性能表現。因此,我特別關注書中是否會詳細討論EAP執行器的關鍵性能指標,包括驅動電壓、響應時間、輸出力、形變幅度、能量轉換效率以及長期的穩定性和耐久性。我希望書中能夠提供不同類型EAP在這些性能上的量化數據,並進行嚴謹的比較分析,幫助我理解它們各自的優勢和劣勢。此外,我也非常期待書中能夠探討EAP在模仿生物肌肉方面的挑戰,例如如何實現仿生的運動模式、如何提高力密度,以及如何克服EAP在複雜環境下的工作限制。我相信,這本書將為我提供一個系統、全面的EAP執行器及其在人造肌肉領域應用的知識框架,為我的學術研究和未來職業發展奠定堅實的基礎。

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作為一名對材料科學和工程學抱有極大熱情的學生,《Electroactive Polymer (EAP) Actuators As Artificial Muscles》這本書的書名,瞬間就擊中了我的興趣點。EAP,這個詞彙本身就充滿了前沿的科技感,而與“人造肌肉”的結合,更是讓我聯想到了無數充滿想像力的應用。我迫不及待地想知道,這本書將如何從科學的基石出發,為我揭示EAP材料的奧秘。它是否會深入剖析EAP的微觀結構,解釋它們是如何通過電刺激來產生宏觀的形變的?書中是否會對不同種類的EAP,比如離子型和電子型,進行詳細的介紹,並分析它們各自的特性和適用範圍?對於“人造肌肉”的製造,我認為關鍵在於EAP的性能。我非常期待書中能夠詳細探討EAP執行器的性能指標,例如它們能夠產生的力的大小、運動的幅度、反應的速度,以及它們的能量轉換效率。此外,耐久性和在不同環境下的適應性也是非常重要的考量。書中是否會提供一些實際的實驗數據和案例研究,來展示EAP在模仿生物肌肉方面的能力?我還希望書中能夠探討EAP材料在實際應用中可能面臨的挑戰,以及科學家們是如何努力克服這些挑戰的,例如如何提高EAP的穩定性和壽命,以及如何將其集成到更複雜的系統中。這本書,我堅信,將是一次關於材料、能量和生命的精彩探索,它將為我打開一扇通往未來科技的新視角。

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读了三年,还在继续读,书都破了~~

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