Textile actuators are an exciting new area of smart textiles in which otherwisestationary fabrics can be made to move and interact with their surroundings. Being novel, the fundamental knowledge of what factors affect fabric actuation behaviour is sparse. This thesis explores the concept of woven actuators. This includes studying the problem of how to construct an actuating woven fabric by the integration of actuating yarns which can operate in air. Also, experimental studies involved the creation of an electric connectivity infrastructure through the inclusion of conductive yarns. Furthermore, the ideas of multi-functional fabrics exhibiting multiple segments of actuation and dual actuating-sensing functionalities, implications for long-term use, and the application of woven actuators in a haptic context were explored.

Textiles benefit the actuator community by their ability to assemble many small separate actuators into collective, large area structures. Woven actuators were made by integrating three-layered tape yarns (TY) containing conducting polymers, eitherpoly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) or poly(1Hpyrrole) (PPy). Paired with ionic liquids, 1-ethyl-3-methylimidazoliumbis(trifluoromethyl sulfonyl)imide (EMIM TFSI) and choline acetate (CA)respectively actuation in air was possible. TYs and woven actuators were characterised through their displacement and blocking force behaviour and relevant weaving parameters were investigated. The experimental work showed that woven actuators can transfer the displacement of individual AYs into fabric movement and displayed additive, linear, correlation between blocking force and integration of multiple TYs due to the parallel nature of woven structures. However, the relationship between weaving parameters, especially warp density, and actuation behaviour is more complex and needs to be further explored. The integration of TYs in multiple woven areas yield fabrics that exhibit an interconnected actuation displacement profile, which is important and exciting for the future development of complex movement patterns as well as using textile processes as a new way of manufacturing soft robotics. Yet, more extensive investigations into the long-term use of CP-based textile actuators are necessary to enable reliable systems in the future.

This thesis shows that textile actuators, with their inherent softness, exhibit potential for the creation of soft robotic, haptic, and wearable applications. It also makes a significant contribution by consolidating the current state-of-the art in yarn-based fabric actuation and identifies and clarifies key terminology, which supports consistency and precision for future studies. The culmination of the thesis was the development of a theoretical framework for woven actuation and its influential factors. This framework highlights the complexities involved in predicting woven actuator behaviour and not only supports understanding of the woven actuator as a concept but also serves as a foundational reference to guide future research and stimulate new paths in the exploration of textile-based actuators. 

Textila aktuatorer är ett spännande nytt område inom smarta textilier där annars stationära tyger kan fås att röra sig och interagera med sin omgivning. Eftersom det är ett relativt nytt område är den grundläggande kunskapen om vilka faktorer som påverkar tygers aktueringsbeteende begränsad. Denna avhandling utforskar konceptet vävda aktuatorer. Detta omfattar att studera hur ett vävt aktuerande tyg kan konstrueras genom integrering av aktuerande garn som kan verka i luft. Experiment inkluderade också skapandet av elektriska anslutningar genom integrering av ledande garn. Dessutom utforskades idén om multifunktionella tyger som uppvisar flera aktiva aktuerande områden eller både aktuerings- och sensorfunktioner, samt implikationer för långvarig användning och tillämpningen av vävda aktuatorer i ett haptiskt sammanhang.

Textiler kan gynna aktuator-området genom sin förmåga att sammanföra många små separata aktuatorer till stora strukturer som täcker en större yta. Vävda aktuatorer tillverkades genom att integrera tejp-garner (TY) i trelagersstrukturer innehållande ledande polymerer, antingen poly(3,4-etylendioxitiofen):poly(styrensulfonsyra)(PEDOT:PSS) eller poly(1H-pyrrol) (PPy). Tillsammans med joniska vätskor, 1-etyl-3-metylimidazolium bis(trifluorometylsulfonyl)imid (EMIM TFSI) respektive kolinacetat (CA), var dessa möjliga att aktuera i luft. TYs och vävda aktuatorer karakteriserades genom deras förflyttning och kraft samt relevanta vävparametrar undersöktes. Det experimentella arbetet visade att vävda aktuatorer kan översätta förflyttning skapad av individuella TYs till rörelse i vävda konstruktioner och uppvisade additiv, linjär korrelation mellan kraft och integrationen av flera TYs tack vare den parallella naturen hos vävda strukturer. Sambandet mellan vävparametrar, särskilt täthet i varpriktning, och aktueringsbeteende är dock mer komplext och behöver utforskas ytterligare. Integrationen av TYs på flera positioner ger tyger som uppvisar en sammankopplad rörelseprofil vilket är viktigt och spännande förframtida utveckling av komplexa rörelsemönster. Dock är fler omfattande undersökningar av långsiktig användning av CP-baserade textila aktuatorer nödvändiga för att möjliggöra tillförlitliga system i framtiden.

Denna avhandling visar att textila aktuatorer, med sin typiska mjukhet, uppvisarpotential för skapandet av mjuka robotar, haptiska och bärbara applikationer. Den är också ett betydande bidrag för forskningsområdet genom att sammanföra den nuvarande forskningen inom garnbaserad tyg-aktuering genom att identifiera och förtydliga viktig terminologi som stöd för framtida studier. Avhandlingen kulminerade i utvecklingen av ett teoretiskt ramverk för vävd aktuering och inflytelserika faktorer. Detta ramverk belyser komplexiteten i att förutsäga beteendet hos vävda aktuatorer och stöder inte bara förståelsen av dessa som koncept utan fungerar också som en grund för att vägleda framtida forskning och stimulera nya vägar i utforskningen av textilbaserade aktuatorer.