[發明專利]采用電介質聚合物致動器的照像機光闌和鏡頭定位系統

無效

• 申請號: 200680048313.8
• 申請日: 2006-12-18
• 公開（公告）號: CN101341606A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: B·弗哈爾;B·迪爾克克斯;M·鮑爾;F·薩欣諾馬勒
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H01L41/09
• 分類號: H01L41/09;G03B9/02;G02B7/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李亞非;劉紅

技術領域

本發明總體上涉及在電能與機械能之間變換的電活性聚合物。更明確地來講，本發明涉及電活性聚合物及其在各種用途中的使用。

背景技術

在許多用途中，希望在電能與機械能之間變換。這些用途包括如機器人技術、泵類、揚聲器、光盤驅動器和照像機鏡頭。這些用途包括在宏觀或微觀水平將電能變換成機械功的一個或多個致動器。正如人們所熟知的那樣，致動器是位于控制回路中傳感器的配對件，用于將電能或熱能轉換成機械功。

普通的電致動器有多種缺陷。在照像機鏡頭致動器件的情形中，這種器件具有機械復雜性并包括相對較大的光闌(diaphragm)或鏡頭，且這種光闌或鏡頭的位置是可變的。這種機械復雜性使這種器件的靈敏度差。

幾十年以來一直在對基于某些類型的聚合物在某些激勵條件下能夠改變形狀的原理的多種機電致動器進行研究。這種研究由YosephBar-Cohen在書名為“Electroactive?Polymer(EAP)Actuators?asArtificial?Muscles：Reality，Potential?and?Challenges”(SPIE?Press，2001年1月)的一書中組織。電活性聚合物(EAP)代表致動器的一種有希望的類型，在這種類型的致動器中，通過改變致動器的形狀或機械性能產生運動，從而解決了機械上更加復雜而笨重的常規電致動器技術方面的問題。

由于前面所列的和其它的常規機電致動器的挑戰和缺陷，所以需要更加充分地實現活性聚合物和基于活性聚合物的致動器的優點的器具。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種電活性聚合物致動器，這種電活性致動器包括提高反應速度的能力和采用電活性效果的器件的運行可靠性。

在一個方面，本發明涉及在電能與機械能之間變換的聚合物。在將電壓加到接觸一種可預應變的聚合物的電極時，這種聚合物偏轉。這種偏轉可用于做機械功。

在一個方面，本發明涉及在電能與機械能之間變換的聚合物。在將電壓加到接觸一種可預應變的聚合物的電極時，這種聚合物偏轉。這種偏轉可用于做機械功。與未應變聚合物相比，這種預應變提高電活性聚合物的機械反應。這種預應變可按照一種聚合物的不同方向而變化，以改變這種聚合物對所加的電壓的反應。在某些實施例中，并不將這些聚合物預應變。在其它的某些實施例中，可保持預應變，且一種彈性元件在這些電極的內徑處。

在本發明的一個方面，本發明涉及一種用于將電能變換成以第一方向的位移的致動器。這種致動器包括圓片、第一環狀柔性電極和第二環狀柔性電極，這種圓片用彈性電介質透明聚合物材料制成，如Acrylic?Tape?4910、Silicone?CF19-2186和Silicone?HS?III，該第一環狀柔性電極在這種疊層的上表面上形成，且該第二環狀柔性電極在這種疊層的底面上形成。這種致動器還包括一種施加電壓的單元，這種施加電壓的單元用于在該第一電極與第二電極之間施加電壓以使這種疊層位移，以響應于在由至少兩個電極所提供的電場中的變化。這種致動器還包括耦合到這種疊層的一種環狀剛性框架，這種框架提供機械輔助，以保持這種預應變并確保以第一方向的位移。

在另一方面，本發明涉及一種用于將電能變換成以第一方向的線性位移的致動器。這種致動器包括一種預拉伸電介質聚合物材料，這種材料帶有以膜或光闌形式的上電極層和下電極層。這種致動器還包括附接到這種膜的兩個剛性圓外塑料環，如以一種夾層構造。這兩個剛性圓環提供機械輔助，以確保沿著垂直于這種膜的平面的軸線的位移。

在另一個實施例中，這種致動器還包括兩個不導電非柔性圓內環，這兩個內環附接到這種膜的中心，從而在這種膜的中心形成一種孔。

附圖說明

圖1A至1D是根據本發明的第一實施例的一種電活性聚合物致動器的截面圖和透視圖，

圖2A和2B是根據本發明的第二實施例的一種電活性聚合物致動器的截面圖，

圖3示出了示于圖2A和2B中的膜致動器，這種膜致動器還包括一種堅硬的不導電內環，

圖4是示出了在一種線性標度(儀表)上用于所加電場的測量的位移(m)對質量(kg)的曲線圖的視圖，這種測量用于一種特殊測試結構，在這種結構中，將不同質量或負荷(kg)附接到示于圖3的膜致動器的內環，

圖5示出了一種疊層聚合物堆的非限制性示例，這種疊層聚合物堆包括布置成使交替層連接到普通電極(+/-)的另外的電極層，