主要介紹的是基于介電驅(qū)動的3D打印軟體魚，這種介電驅(qū)動的軟體魚采用全軟TPU材料，并且利用介電薄膜的大變形進行驅(qū)動，具有速度快、制作簡易、零噪聲、人體親和性高的特點。此外，利用3D打印實現(xiàn)了介電薄膜和TPU基體的一體化成型，實現(xiàn)高自由度的運動空間。這樣不僅減少了設(shè)計階段的時間，也簡化了制作和優(yōu)化的過程，極大提高了軟體器件的設(shè)計效率，而且美觀度要優(yōu)于傳統(tǒng)的注模成型。

魚的結(jié)構(gòu)形狀是模仿于海洋中的鰩魚，整體主要靠雙翼的拍動向前游動，因此雙翼的動力提供顯得尤為重要。因為不同于舵機的轉(zhuǎn)動提供動力，介電驅(qū)動靠的是介電薄膜的收縮擴張?zhí)峁﹦恿Γ瑢儆谄矫鎯?nèi)的變形，因此就要設(shè)法將平面內(nèi)的變形轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q直方向的擺動。這里我們采用的方法是在軟體魚的軀干內(nèi)放置介電薄膜，空出需要驅(qū)動的部分，利用軀體部分的收縮帶動雙翼的上下擺動。由于介電薄膜預先經(jīng)過預拉伸，因此在粘附在軟體魚上時會產(chǎn)生收縮應力，導致整體會在雙翼方向產(chǎn)生彎曲，形成“弓字型”的形態(tài)，這樣只需要較小的驅(qū)動力就可以獲得較大的擺幅。

驅(qū)動部分的形狀采取了圓環(huán)狀，長寬比大致是5：4，具體數(shù)值可以根據(jù)實際彎曲情況進行調(diào)整，適當增加圓環(huán)在雙翼方向上的尺寸有利于整體彎曲。此外，軟體魚的整體厚度取為4ｍｍ，這是整體彎曲最關(guān)鍵的參數(shù)，厚度過大會造成彎曲過小，擺幅下降；厚度過小會造成彎曲過大，擺動阻力上升，因此經(jīng)過實際的實驗調(diào)試，發(fā)現(xiàn)4ｍｍ的厚度符合最佳的游動效果，此次3D打印快速化正好為參數(shù)的修改提供了便捷的因素。

一般的介電驅(qū)動是在空氣環(huán)境中，因此在預拉伸的介電薄膜兩側(cè)涂上碳膏電極用于連接高壓電源的正負極，類似于電容器的工作原理，電子會聚集在薄膜兩側(cè)，在電場力的驅(qū)動下，薄膜會在厚度方向變小，相應的在平面方向變大。由于大部分的智能器件是在空氣中，因此都采用“碳膏-VHB-碳膏”的形式，如果多層薄膜的話在一層基礎(chǔ)上往上疊加。由于軟體魚是工作在水中，VHB薄膜的兩端都要浸入水中，因此如果采取傳統(tǒng)的雙面涂上碳膏電極的方式會造成正負極短路。因此這里采用了一種“VHB-碳膏-VHB”的三明治結(jié)構(gòu)，以帶離子水為負極，碳膏夾在兩張VHB薄膜之間，以其作為正極，這樣成功避免了短路，兩層薄膜也增大了驅(qū)動的力度。

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