Электроадгезия

Электроадгезия ^[1] Это электростатический эффект сужения между двумя поверхностями, находящимися в электрическом поле . Приложения включают удержание бумаги на поверхностях плоттера , жесткое роботизированное захватывание (электростатические захваты), электроадгезионные дисплеи, ^[2] и т. д. Зажимное давление в диапазоне от 0,5 до 1,5 Н /см. ² (от 0,8 до 2,3 фунтов на квадратный дюйм). ^[3] В настоящее время максимальное латеральное давление, достижимое при электроадгезии, составляет 85,6 Н/см. ². ^[4]

Электроадгезионная подушечка состоит из проводящих электродов, помещенных на полимерную подложку. Когда на соседних электродах индуцируются поочередные положительные и отрицательные заряды, возникающее электрическое поле создает противоположные заряды на поверхности, к которой прикасается подушечка, и, таким образом, вызывает электростатическую адгезию между электродами и индуцированными зарядами в материале поверхности, к которой прикасается. ^[5]

Электроадгезию можно условно разделить на две основные формы: ту, которая касается схватывания электропроводящих материалов, где выполняются общие законы емкости ( D = E ε), и ту, которая используется с электроизоляционными предметами, где более развитая теория электростатики ( D = E ε) ε + P ) применяется. ^[6] На практике неровности поверхности, такие как волнистость, морщины и шероховатости, создают воздушные зазоры. Некоторые модели учитывают эти эффекты путем включения слоя, представляющего эти воздушные зазоры. ^[7]

В последнее время электроадгезия привлекает все большее внимание как научных кругов, так и промышленности. Предлагается к применению в различных областях, в том числе в захватных устройствах, ^[8] альпинистские роботы, ^[9] VR-гаптика, ^[10] и механизмы переменной жесткости. ^[11]

Ссылки

^ АлиАббаси, Иса; Сормоли, М.Реза Алипур; Басдоган, Чагатай (2022). «Частотозависимое поведение электростатических сил между пальцем человека и сенсорным экраном при электроадгезии» . Транзакции IEEE на тактильных ощущениях . 15 (2): 416–428. дои : 10.1109/ТОХ.2022.3152030 . Проверено 14 июня 2024 г.
^ АлиАббаси, Иса; Мартинсен, Орьян Гроттем; Петтерсен, Фред-Йохан; Колгейт, Джеймс Эдвард; Басдоган, Чагатай (2024). «Экспериментальная оценка толщины зазора и электростатических сил между контактирующими поверхностями при электроадгезии» . Передовые интеллектуальные системы . 6 (4): 2300618. doi : 10.1002/aisy.202300618 . Проверено 14 июня 2024 г.
^ «Электроадгезивные роботы, лазающие по поверхности» . НИИ Интернешнл . Проверено 1 июля 2013 г.
^ Вэй, Дайюэ; Сюн, Цюань; Донг, Цзюфэн; Ван, Хуасен; Лян, Сюаньцюань; Тан, Шию; Сюй, Синьвэй; Ван, Хунцян; Ван, Хун (01 июня 2023 г.). «Электростатическая адгезионная муфта со сверхвысокой плотностью силы, достигаемая композитами MXene-Poly (винилиденфторид – трифторэтилен – хлортрифторэтилен)» . Мягкая робототехника . 10 (3): 482–492. дои : 10.1089/соро.2022.0013 . ISSN 2169-5172 .
^ «Электрогезия» . НИИ Интернешнл . Проверено 8 мая 2014 г.
^ «Краткая история электроадгезии» (PDF) . mechatronics.org . Проверено 6 января 2014 г.
^ Ван, Хунцян. «Комплексная модель ламинарного заклинивания переменной жесткости, обусловленная электростатической адгезией_supp2-3319650.mp4» . dx.doi.org . дои : 10.1109/tmech.2023.3319650/мм1 . Проверено 24 апреля 2024 г.
^ Шалер, Итан В.; Руффатто, Дональд; Глик, Пол; Уайт, Виктор; Парнесс, Аарон (сентябрь 2017 г.). «Электростатический захват для гибких предметов » Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам (IROS) , 2017 г. IEEE. стр. 100-1 1172–1179. дои : 10.1109/iros.2017.8202289 . ISBN 978-1-5386-2682-5 .
^ Ван, Хунцян; Ямамото, Акио (2017). «Анализ и решения по короблению тонких и гибких электростатических червячных альпинистских роботов» . Транзакции IEEE в робототехнике . 33 (4): 889–900. дои : 10.1109/TRO.2017.2690302 .
^ Сюн, Цюань; Лян, Сюаньцюань; Вэй, Дайюэ; Ван, Хуасен; Чжу, Ренджи; Ван, Тинг; Мао, Цзяньцзюнь; Ван, Хунцян (2022). «So-EAGlove: тактильная перчатка VR, обеспечивающая ощущение мягкости с помощью электростатических клеевых тормозов с принудительной настройкой» . Транзакции IEEE в робототехнике . 38 (6): 3450–3462. дои : 10.1109/TRO.2022.3172498 .
^ Чен, Ченг; Фань, Дунлян; Рен, Хунлян; Ван, Хунцян (2024). «Комплексная модель ламинарного заклинивания переменной жесткости, обусловленная электростатической адгезией» . Транзакции IEEE/ASME по мехатронике . 29 (3): 1670–1679. дои : 10.1109/TMECH.2023.3319650 .

Дальнейшее чтение

Лян X, Сунь Ю, Ван Х и др. Деликатные манипуляции с податливым механизмом и электростатической адгезией[C]//2016 6-я Международная конференция IEEE по биомедицинской робототехнике и биомехатронике (BioRob). ИИЭР, 2016: 401–406.
Ван Х., Ямамото А., Хигучи Т. Гусеничный альпинистский робот, объединяющий электроадгезию и электростатическое срабатывание [J]. Международный журнал передовых робототехнических систем, 2014, 11(12): 191.
Се Г, Ван В, Чжао X и др. Низковольтная электроадгезионная прокладка с тонким изоляционным слоем, изготовленная методом осаждения парилена[C] // 9-я ежегодная международная конференция IEEE по технологиям CYBER в автоматизации, управлении и интеллектуальных системах (CYBER), 2019. ИИЭР, 2019: 197-202.
Ван Х., Ямамото А., Хигучи Т. Электроадгезивный робот с электростатическим приводом [C] // Международная конференция IEEE/RSJ 2012 по интеллектуальным роботам и системам. ИИЭР, 2012: 914–919.
ВАН Х, ЯМАМОТО А. Сила отслаивания электростатической адгезии в электростатических альпинистских роботах гусеничного типа [J]. Журнал Японского общества прикладной электромагнетики и механики, 2015, 23(3): 498-503.
Монкман Г.Дж., Хессе С., Штайнманн Р. и Шунк Х., Роботизированные захваты, Wiley-VCH, 2007.
Монкман Г.Дж., Электроадгезивные микрозахваты, Автоматизация сборки 30 (4), 2003.
Монкман Г.Дж., Удержание заготовки во время машинной обработки, Автоматизация сборки 20 (1), 2000.
Монкман Г.Дж., Анализ астриктивного восприятия, Международный журнал исследований робототехники 16 (1), 1997.
Монкман Дж. Дж., Роботизированные захваты для использования с волокнистыми материалами, Международный журнал исследований робототехники 14 (2), 1995.
Монкман Г.Дж., Совместимые роботизированные устройства и электроадгезия, Robotica 10(2), 1992.
Монкман Г.Дж., Тейлор П.М. и Фарнворт Г.Дж., Принципы электроадгезии в технологии изготовления одежды, Международный журнал науки и технологии одежды 1 (3), 1989.
Го Дж. и др., Электроадгезионные технологии для робототехники: комплексный обзор, Транзакции IEEE по робототехнике 36 (2), 2020.
Го Дж., Бамбер Т. и др., Оптимизация и экспериментальная проверка копланарных встречно-штыревых электроадгезивов, J. Phys. Д: Прил. Физ. 49 415304, 2016.
Го Дж., Бамбер Т. и др., Исследование взаимосвязи между межфазной электроадгезионной силой и текстурой поверхности, J. Phys. Д: Прил. Физ. 49 035303, 2016.
Бамбер Т., Го Дж. и др., Методы визуализации для понимания явления динамической электроадгезии, J. Phys. Д: Прил. Физ. 50 205304, 2017 г.
Го Дж., Бамбер Т. и др., «На пути к адаптивным и интеллектуальным электроклеям для роботизированной обработки материалов», EEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS, VOL. 2, НЕТ. 2 АПРЕЛЯ 2017 ГОДА
Го Дж., Бамбер Т. и др., Геометрическая оптимизация электроадгезионных приводов на основе трехмерного электростатического моделирования и его экспериментальная проверка, IFAC-PapersOnLine, 2016 г.
Го Дж., Бамбер Т. и др., Экспериментальное исследование взаимосвязи между межфазной электроадгезионной силой и приложенным напряжением для различных материалов подложки, Applied Physics Letters, 2017
Го Дж., Бамбер Т. и др., Симметричные электроадгезивы, независимые от различных состояний межфазной поверхности, Applied Physics Letters, 2017

Внешние ссылки

[1] АлиАббаси, Иса; Сормоли, М.Реза Алипур; Басдоган, Чагатай (2022). «Частотозависимое поведение электростатических сил между пальцем человека и сенсорным экраном при электроадгезии» . Транзакции IEEE на тактильных ощущениях . 15 (2): 416–428. дои : 10.1109/ТОХ.2022.3152030 . Проверено 14 июня 2024 г.

[2] АлиАббаси, Иса; Мартинсен, Орьян Гроттем; Петтерсен, Фред-Йохан; Колгейт, Джеймс Эдвард; Басдоган, Чагатай (2024). «Экспериментальная оценка толщины зазора и электростатических сил между контактирующими поверхностями при электроадгезии» . Передовые интеллектуальные системы . 6 (4): 2300618. doi : 10.1002/aisy.202300618 . Проверено 14 июня 2024 г.

[3] «Электроадгезивные роботы, лазающие по поверхности» . НИИ Интернешнл . Проверено 1 июля 2013 г.

[4] Вэй, Дайюэ; Сюн, Цюань; Донг, Цзюфэн; Ван, Хуасен; Лян, Сюаньцюань; Тан, Шию; Сюй, Синьвэй; Ван, Хунцян; Ван, Хун (01 июня 2023 г.). «Электростатическая адгезионная муфта со сверхвысокой плотностью силы, достигаемая композитами MXene-Poly (винилиденфторид – трифторэтилен – хлортрифторэтилен)» . Мягкая робототехника . 10 (3): 482–492. дои : 10.1089/соро.2022.0013 . ISSN 2169-5172 .

[5] «Электрогезия» . НИИ Интернешнл . Проверено 8 мая 2014 г.

[6] «Краткая история электроадгезии» (PDF) . mechatronics.org . Проверено 6 января 2014 г.

[7] Ван, Хунцян. «Комплексная модель ламинарного заклинивания переменной жесткости, обусловленная электростатической адгезией_supp2-3319650.mp4» . dx.doi.org . дои : 10.1109/tmech.2023.3319650/мм1 . Проверено 24 апреля 2024 г.

[8] Шалер, Итан В.; Руффатто, Дональд; Глик, Пол; Уайт, Виктор; Парнесс, Аарон (сентябрь 2017 г.). «Электростатический захват для гибких предметов » Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам (IROS) , 2017 г. IEEE. стр. 100-1 1172–1179. дои : 10.1109/iros.2017.8202289 . ISBN 978-1-5386-2682-5 .

[9] Ван, Хунцян; Ямамото, Акио (2017). «Анализ и решения по короблению тонких и гибких электростатических червячных альпинистских роботов» . Транзакции IEEE в робототехнике . 33 (4): 889–900. дои : 10.1109/TRO.2017.2690302 .

[10] Сюн, Цюань; Лян, Сюаньцюань; Вэй, Дайюэ; Ван, Хуасен; Чжу, Ренджи; Ван, Тинг; Мао, Цзяньцзюнь; Ван, Хунцян (2022). «So-EAGlove: тактильная перчатка VR, обеспечивающая ощущение мягкости с помощью электростатических клеевых тормозов с принудительной настройкой» . Транзакции IEEE в робототехнике . 38 (6): 3450–3462. дои : 10.1109/TRO.2022.3172498 .

[11] Чен, Ченг; Фань, Дунлян; Рен, Хунлян; Ван, Хунцян (2024). «Комплексная модель ламинарного заклинивания переменной жесткости, обусловленная электростатической адгезией» . Транзакции IEEE/ASME по мехатронике . 29 (3): 1670–1679. дои : 10.1109/TMECH.2023.3319650 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]