Actuators精选高引文章合辑 MDPI 编辑荐读

  2019-2020年的五篇高引文章供大家阅读，其内容是关于磁致伸缩执行器、气动软执行器、电热执行器和形状记忆聚合物的研究综述以及一篇柴油机油状态监测的案例分析。

  磁致伸缩执行器在感知智能材料和设备的实用性方面起着及其重要的作用。由于更高的单位体积内的包含的能量和坚固性，它们的应用可能比压电执行器的应用更广泛。但是，由于其不可忽略的磁滞特性及其复杂性使其设计和控制变得很困难，从而限制了它们在工业应用中的普及。无数的科学文献在设计和几何形状、建模和控制方面提供了广泛的结果，这些结果在磁致伸缩执行器的应用方面继续被开发利用。本文对磁致伸缩执行器的设计，建模和控制方面取得的主要成果进行了合理的回顾，大多分布在在具有直接效应 (焦耳和维德曼) 的磁致伸缩执行器上。此外，文章也提到了有关磁致伸缩执行器开发的一些观点和挑战。

  本文着眼于在过去几年中，软气动执行器应用于软机器人的最新发展状况。大多分布在在以下四个方面：控制管理系统、材料和结构、建模和传感器。该综述旨在为新进研究人员提供快速了解该领域的通道，以鼓励研究和创新。软机器人执行器精确建模方法的研究和优化，使得更多软机器人应用于医疗、制造和电子方面。已开发出的多材质3D打印机和光纤软气动执行器，将为软机器人系统提供更精确的定位和触觉反馈。此外，各研究团队对软机器人控制管理系统进行了改进，利用软气动执行器，使其能够更有效地移动。这篇综述为读者提供了可访问的信息库，这中间还包括最近的信息以及类似作品之间的比较。便携式柔性电源，电路板和驱动组件相关的问题依然是软机器人研究领域所面对的挑战。

  本文介绍了电热微型执行器及其应用。在过去的二十年中，电热微型执行器引起了巨大的研究兴趣，学者们对许多不同的设计和应用进行了研究。与基于静电和压电原理的别的类型的驱动方法相比，电热驱动方法具有许多优点。电热方法在材料选择，低成本制造和大位移能力方面提供了更多的灵活性。本文讨论了电热执行器的三种主要配置：冷热臂、人字形和双压电晶片类型，以及其他几种非常规的致动方法。本文从基本概念和对应用程序的设计修改两方面概述了每种配置的发展的新趋势。目前应用程序的研究主要在提高其性能或克服先前设计的局限性方面。文章主要介绍了驱动方法，设计和制造和相关的性能和应用。这些性能和应用大多分布在在在细胞操纵，微型装配，纳米材料的机械测试，射频 (RF) 开关和光学微机电系统 (MEMS) 方面。

  形状记忆聚合物 (SMP) 这种智能材料能够在适当的应用刺激下以预先定义的方式改变其形状，它在多个应用领域获得了相当大的关注。特别是双向和多向形状记忆聚合物，它为无束缚软机器人提供了独特的机会，使其实现了可编程形态和/或属性、可重复的激活和先进的多功能性。这篇综述主要展示了基于双向和多向反应型形状记忆聚合物软机器人的最新进展。涵盖了所有对此类机器人设计至关重要的构建基块，即基础材料、制造流程、工作机制以及建模和仿真工具。此外，本文还讨论了软机器人和相关执行器的实际应用、挑战和未来方向。

  本文提供了一个案例研究并提出了一个用于预测维护干预措施的模型，该模型基于城市公交车柴油机油的状态监测，并随其劣化演变。在正常工作条件下，我们只要根据制造商的建议改变其变化间隔，润滑油的特性就是正常且安全的。并且，如果润滑剂的机油状况能够获得充分的利用，使其达到降级极限，那么就能延续换油的间隔时间，这在某种程度上预示着能大大的提升客车的使用时长及相应的上班时间。在此假设的基础上，本文提出了一个遵循和管理油品状况的数学模型，用于预测两次油品之间的最大时间，即其最大可使用时长。本文表明，通过允许早期干预其降解，监控油的状况能增加设备的可用性并改善故障预防能力。并且，使用油液分析实施基于状态监视的维护策略对公共交通公司有着非常大的好处，包括减少停机时间，提高可用性，从而为用户更好的提供更好的服务。

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