[發(fā)明專利]測試IPMC線性驅(qū)動單元位移輸出的裝置與測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510086647.5
• 申請日: 2015-02-17
• 公開（公告）號: CN104613877B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙剛;孫壯志;王好軍;王禹鍵;王志杰;汪川;楊俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種位移測量裝置與方法，具體來說是一種測試IPMC線性驅(qū)動單元位移輸出的裝置與方法。

背景技術(shù)

離子聚合物金屬復(fù)合材料(IPMC)是一種新型的智能材料，能夠廣泛地應(yīng)用于仿生制造等領(lǐng)域。雙片IPMC組成的線性驅(qū)動單元結(jié)構(gòu)能夠改變IPMC力的輸出實現(xiàn)線性運動等應(yīng)用價值已經(jīng)獲得學(xué)術(shù)界的普遍認可，對線性驅(qū)動單元的位移性能進行測試與研究是進一步應(yīng)用IPMC線性驅(qū)動單元的關(guān)鍵。

目前，由于IPMC線性驅(qū)動單元的設(shè)計較為創(chuàng)新，并未出現(xiàn)有關(guān)IPMC線性驅(qū)動單元的位移測試的裝置與方法的公開報道，因此，研究一套系統(tǒng)的IPMC線性驅(qū)動單元的位移運動測試的實驗裝備與實驗方法，凸顯重要價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，測試準確的測試IPMC線性驅(qū)動單元位移輸出的裝置。本發(fā)明的目的還在于提供一種測試IPMC線性驅(qū)動單元位移輸出的方法。

本發(fā)明的測試IPMC線性驅(qū)動單元位移輸出的裝置的組成為：水平方形底板的兩端各固定一個支撐座，兩個光滑的滑軌貫穿兩個支撐座的兩端，倒T型片的水平段置于兩個滑軌底側(cè)，倒T型片的垂直段位于兩個滑軌之間，待測IPMC線性驅(qū)動單元片的一端與一個支撐座的內(nèi)側(cè)連接、另一端與倒T型片連接，與IPMC線性驅(qū)動單元片連接支撐座上安裝L型的支架，第一激光位移傳感器固定在L型的支架，另一個支撐座上安裝第二激光位移傳感器。

所述的倒T型片由輕質(zhì)材料制成。

所述支撐座為U型的支撐座。

本發(fā)明的測試IPMC線性驅(qū)動單元位移輸出的方法為：

a、將IPMC線性驅(qū)動單元片的兩端分別連接于固定有第一激光位移傳感器的支撐座與倒T型片，IPMC線性驅(qū)動單元片通過支撐座連接測試電路；

b、調(diào)整第一、第二激光位移傳感器的高度值，使得第二激光位移傳感器的激光能放射到倒T型片上，第一激光位移傳感器的激光能放射到IPMC線性驅(qū)動單元片上；

c、接通電源，通過第一、第二激光位移傳感器的采集，分別獲得IPMC線性驅(qū)動單元的水平位移y₁與豎直位移y₂；

d、通過后處理，獲得IPMC線性驅(qū)動單元位移值及其變化關(guān)系。

本發(fā)明中支撐座上的第二激光位移傳感器放射的激光到倒T型片上，而支架上的第一激光位移傳感器放射的激光到IPMC線性驅(qū)動單元片上。滑軌與底板相對光滑，可不考慮與倒T型片的摩擦。倒T型片采用兩個方紙片垂直連接而成，質(zhì)量較輕，不接觸底板。

本發(fā)明針對于IPMC線性驅(qū)動單元的位移進行測試，能夠?qū)崿F(xiàn)IPMC線性驅(qū)動單元的規(guī)則直線運動，滿足實驗測量要求；采用單片處理的IPMC片可以測試其線性驅(qū)動單元的位移值，簡化的制備工藝，提高了測試效率，降低了因為裝配不對稱引起的實驗誤差；實驗裝置簡單、操作方便，測試準確；本發(fā)明的測試原理簡單、直觀，能夠測量出IPMC線性驅(qū)動單元的位移值，測量結(jié)果可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的測試IPMC線性驅(qū)動單元位移輸出的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細的描述。

結(jié)合圖1，本發(fā)明測試IPMC線性驅(qū)動單元位移輸出的裝置主要由支架7、支撐座8、滑軌4、底板2、激光位移傳感器5與6、IPMC線性驅(qū)動單元片1、T型方紙片3，在方形底板2上，兩端側(cè)放置連個U型的支撐座8，采用兩個光滑滑軌4連接并貫穿兩個支撐座8，固定連接，T型方紙片3倒放于兩個滑軌4底側(cè)，單片處理的IPMC線性驅(qū)動單元1一端連接于T型方紙片3上，另一端連接于支撐座8的一端，并在其表面安裝支架7，端頭固定激光位移傳感器6，對側(cè)的支撐座8上放置激光位移傳感器5。T型方紙片3通過一個方紙片垂直黏貼于另一片方紙片中間位置組成，T型方紙片3質(zhì)量較輕，不接觸底板2，同時，通過兩個滑軌4約束于底層的單向直線運動，T型方紙片3的垂直側(cè)的方紙片用于測試IPMC線性驅(qū)動單1的水平位移；U型的支撐座8的內(nèi)部夾持有單片IPMC線性驅(qū)動單元片1，用于固定與供電；激光位移傳感器6通過拱起的運動測試位移；調(diào)節(jié)兩個激光位移傳感器的高度，使得激光位移傳感器5放射的激光到T型方紙片3上，而激光位移傳感器6放射的激光發(fā)射到IPMC線性驅(qū)動單元片1上；水平的兩個光滑滑軌4用于約束T型方紙片3的水平運動，滑軌4與底板2相對光滑，不考慮T型方紙片3與其的摩擦。

具體工作原理：