【摘 要】
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离合器是一种可以实现接合和分离的部件,在汽车领域和机器人领域具有广泛的应用。与汽车领域用于传动的离合器不同,机器人领域的离合器主要用来进行结构间的锁定和释放,例如末端执行器的离合器可以在锁定时提供附加的刚度进行抓取。静电吸附离合器具备低功耗、轻量级、便携、响应速度快等优势,其中,基于柔性高介电聚合物材料的静电吸附离合器还具有柔性、顺应性好等特点,然而,这类离合器仍存在吸附力不足（＜50k Pa）和
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离合器是一种可以实现接合和分离的部件,在汽车领域和机器人领域具有广泛的应用。与汽车领域用于传动的离合器不同,机器人领域的离合器主要用来进行结构间的锁定和释放,例如末端执行器的离合器可以在锁定时提供附加的刚度进行抓取。静电吸附离合器具备低功耗、轻量级、便携、响应速度快等优势,其中,基于柔性高介电聚合物材料的静电吸附离合器还具有柔性、顺应性好等特点,然而,这类离合器仍存在吸附力不足（＜50k Pa）和驱动电压高（通常大于1k V）的问题,这些问题往往是介电材料的低介电常数和低击穿场强导致的。为了改善现有介电材料介电性能的不足,本文采用高介电聚合物作为基体,采用物理共混的方法对其改性,制得具有高介电常数和击穿场强的复合材料并以此作为静电吸附离合器的绝缘材料,使其在较低电压下获得较大的吸附力。本文选用聚（偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯）为聚合物基体,选择环氧树脂和银纳米颗粒为辅助填料,其中环氧树脂与基体之间的相互作用和界面极化作用可以提高基体的介电性能,银纳米颗粒的加入可以提高基体的击穿场强,利用两者的协同作用可以获得具有高介电常数、高击穿场强的聚（偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯）基复合材料,以此为材料基础制备了简易的静电吸附离合器,并对其性能进行了表征。研究结果表明,适量环氧树脂（12wt%）的引入使得基体在低频下（＜1Hz）的相对介电常数达到124;适量银纳米颗粒的加入使得基体的击穿场强增加至原来的4倍;通过材料的改性和静电吸附离合器的改进,本文基于聚（偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯）基复合薄膜的静电吸附离合器可在低于300V的电压下获得较大的力（～77k Pa）,性能最优的静电吸附离合器可获得高达145k Pa的静电吸附力,是目前基于增塑剂改性的聚（偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯）基薄膜的静电吸附离合器的2.9倍。本文基于聚（偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯）及其复合材料的静电吸附离合器能够在较宽的电压下工作且具有较大的静电吸附力,本文制备的材料为静电吸附提供了良好的材料基础,促进了静电吸附离合器在机器人领域的应用。
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