| Attributes | Values |
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| type
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| Thesis advisor
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| Author
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| alternative label
| - Fabrication, caractérisation et modélisation de structures intelligentes fonctionnant comme muscles artificiels biométriques et fondées sur des polymères électroactifs
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| dc:subject
| - Thèses et écrits académiques
- Élasticité
- Polymères biomimétiques
- Impédance mécanique
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| preferred label
| - Fabrication, characterization and modeling of electroactive polymer based smart structures for a biological-like artificial muscle
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| Language
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| Subject
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| dc:title
| - Fabrication, characterization and modeling of electroactive polymer based smart structures for a biological-like artificial muscle
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| Degree granting institution
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| note
| - The objective of this thesis was realization of an electroactive artificial muscle. Ionic Polymer Metal Composite (IPMC) constitutes a class of actuators with new properties of electromechanical coupling. Its manufacturing requires roughening of the membrane. Plasma etching of Nafion membrane we made in a sputtering reactor was more efficient than roughening with preceding methods, allowing minimizing the amount of plating material and a shorter fabrication time. Varying the parameters of the plasma treatment, we obtained electrode resistivities of minimum 1.8 Ohms/square in only one fabrication cycle. Two new characterization methods were elaborated for obtaining Young’s modulus of cantilever-shaped bending actuators. In the first method the force applied at the tip was zeroed, using counter-loads which were dropped at an instant of actuation. In the second method vibration modal frequency analysis of cantilever was used. Young’s Modulus around 200 MPa was obtained with both methods. These two methods do not require a force sensor and thus allow the use of a simpler instrumentation. We carried out an impedance analysis proposing an equivalent electromechanical circuit for the IPMC, where the coupling term was introduced into the capacitive term coming from the Nafion/platinum interfaces. We modeled an anthropomorphic finger with a biological-like actuation and actuated by longitudinal contractile Mc Kibben muscles, for an application actuated by longitudinal contractile actuator constructed by two IPMC actuators. The proposed actuator was modeled by modifying the nonlinear Euler-Bernoulli beam model augmented for eigencurvature for the horizontal force configuration
- L'objectif de cette thèse est réalisation d'un muscle artificiel électroactif. Les Composés Métal/Polymère Ionique (IPMC) est une classe d'actionneurs avec nouvelles propriétés de couplages électromécaniques. Sa fabrication nécessite de créer une rugosité à la surface du Nafion. Nous avons montré qu'un traitement plasma de Nafion était plus efficace que les méthodes précédentes, permettant de minimiser la quantité de métal déposé et avec un temps de fabrication plus court. En faisant varier les paramètres du traitement plasma, nous avons obtenu des résistivités d'électrode minimum de 1,8 Ohms/carrée en un seul cycle de fabrication. Deux nouvelles méthodes d’obtention du module d’Young des actionneurs en flexion sous la forme de poutres encastrées ont été élaborées. Dans la première méthode, la force appliquée au bout de l’actionneur était annulée, en utilisant des contrepoids qui ont été retirés à différents instants lors de l’actionnement. Dans la deuxième méthode, la fréquence du mode de poutre fondamental de vibration a été utilisée. Un module d’Young autour de 200 MPa a été obtenu avec les deux méthodes. Ces deux méthodes n'exigent pas un capteur de force et instrumentation est plus simple. Nous avons effectué l’analyse de l'impédance, proposant un circuit électromécanique équivalent pour l’IPMC, où le terme de couplage électromécanique a été introduit dans le terme capacitif. Nous avons modélisé un doigt proche du fonctionnement biologique, et actionné par des muscles Mc Kibben, pour une application actionné par structure contractile longitudinale constituée de deux actionneurs IPMC. L'actionneur proposé a été modélisé pour la configuration avec force horizontale
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| http://iflastandar...bd/elements/P1001
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