研究目的
利用毛细压力和电润湿效应在亚厘米尺度上研究电能向机械能的转换，实现电能与液压能的可逆转换。
研究成果
研究表明，微液压执行器具有高能量转换效率和功率密度，且这些性能随毛细管直径减小而显著提升。这类执行器在软体微型机器人和能量收集领域具有应用潜力。研究结果表明，进一步微型化可能使执行器的强度密度超过生物肌肉。
研究不足
该研究承认，在较高频率下惯性效应会变得显著，从而限制了工作频率。此外，所使用的介电材料具有有限的击穿场强，这设定了影响功率密度扩展的最小厚度。
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[IEEE 2019年第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019年6月16日至2019年6月21日)] 2019年第46届IEEE光伏专家会议(PVSC) - 同步发电机与构网型电力逆变器不同占比下的电力系统动态特性
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DOI：10.1109/pvsc40753.2019.8980733
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
在亚厘米尺度上实现电能与机械能的转换是许多微系统和能量收集设备的关键技术。本文介绍了一种利用毛细压力和电润湿效应实现电能与液压能可逆转换的电容式能量转换装置。这些微型液压执行器凭借高表体比特性，能在较低电压下输出高功率，能量转换效率超过65%。所产生的毛细压力随毛细管直径缩小呈线性增长，驱动频率亦然。我们展示了这些执行器的压力、频率及功率标度特性，并证实其功率密度随毛细管直径平方的倒数增长，从而实现了强度密度超过生物肌肉的高效执行器。同时演示了微型液压技术的两项潜在应用：软体微机器人和能量收集。
作者：
Jakub Kedzierski，Kevin Meng，Todd Thorsen，Rafmag Cabrera，Shaun Berry
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