中文摘要：

人工肌肉是指在多种物理量(如温度、离子浓度、溶剂、压力、应力、光强、电场和磁场等)的作用下能产生较大变形的一类智能材料。随着材料科学和精密加工技术的发展，人工肌肉的种类也越来越多，其中，电致伸缩聚合材料EAP因其变应大、响应快、效率高而受到越来越多学者关注。超声电机是靠压电陶瓷材料的变形来工作的，而压电陶瓷材料的相对变形只有0.1- - 0.3%, 相比之下，而EAP相对变形可达10%-30% ，它既具备压电陶瓷材料的一些特点，又具有大变形、低电压（工作频率<1000Hz，非超声频域）的优点。本项目旨在跟踪国外的先进技术，通过国际合作，获取EAP材料，分析其变形和动态特性，探索基于这种材料的直线型电机运动机理、分析模型、设计和制造方法以及运行控制规律，并研制出一种全新的微小型直线电机及与之相匹配的驱动、控制器，以开拓人工肌肉材料在我国电机领域的应用，促进我国人工肌肉材料的迅速发展。

结论摘要：

IPMC型人工肌肉具有低电压、大变形、柔性大等特点，是一种新型的集驱动和传感于一体的智能材料。本项目通过自主探索，研究、分析、总结制作高性能IPMC人工肌肉的关键技术，采用理论与实践相结合的方法研究其变形和动力学特性。使用杜邦公司的Nafion溶液，成功制备了长4cm，宽1.1cm，厚度0.34mm的IPMC薄膜，其表面电阻为1-8 Ω/cm, 在直流3-4V电压下可以产生90 的弯曲变形，其末端力可达2.68 mN，与国外同类人工肌肉水平相似。为使用它构造直线型电机，分析了五种电机结构并具体制作了二台基于人工肌肉的直线型电机，并详细探讨了其动作机理，以及设计制作了相应的驱动电路。从现有的研究结果来看，本项目制作的IPMC能够运用到一些水中作动器中，比如智能鱼之类的水中作动器。