Úchopový systém využívající elektroadhezi

Abstract

Práce nabízí komplexní pohled na úchopový systém využívající elektroadhezi a její další aplikace v oblasti soudobé techniky. V první části je rozebrána fyzikální podstata elektroadheze. Zahrnuty jsou základní podmínky pro vznik a dále je také popsáno provedení fólie, která je prostředkem pro použití elektroadheze (elektroadhezivní fólie). Na základě těchto poznatků je vytvořen matematický model elektroadhezivní fólie a je provedena numerická simulace. Zkoumanými parametry jsou závislosti velikosti elektroadhezivní síly na přiloženém napětí, poměru šířky elektrod ku šířce izolační mezery, výšce izolační vrstvy fólie, materiálových konstantách a okolních podmínkách. Z výsledků simulace jsou vyvozeny důležité závěry, které jsou kritické pro návrh elektroadhezivní fólie jako návrh elektrod a volba materiálů. V návaznosti na simulaci jsou vyvinuty dva výrobní postupy pro výrobu elektroadhezivní fólie, kdy výsledkem první metody je flexibilní elektroadhezivní fólie a výsledkem druhé metody fólie elastická. Flexibilní fólie je vyrobena technologií Aerosol Jet Printing. Jako izolační materiál je použit Kapton. Elektrody jsou ze stříbrných částic a další izolační vrstva je ze silikonu. U elastická fólie je základním materiálem silikon. Elektrody jsou tvořeny směsí uhlíkových částic se silikonem a udržují si elektrickou vodivost i při značném relativním prodloužení. Izolační materiál je čirý silikon. V práci jsou tyto dvě metody porovnány z hlediska náročnosti výroby a kvality finálního produktu. V závěru je ověřen matematický model pomocí experimentu prováděném na vyrobeném prototypu. Jsou zde také rozebrány možné aplikace elektroadheze v oblasti mikrorobotů, vesmírného průmyslu a logistiky.