[發明專利]一種電致應變材料的分時驅動與傳感裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201811208115.4
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109546886A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 張霖;王家樂;王延杰
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 丁濤

1.一種電致應變材料的分時驅動與傳感裝置，其特征在于：包括采集電路、時序配置電路、驅動電路、電致應變材料和電極，所述電致應變材料上下面分別設有正負電極，其中，

所述采集電路包括采集MCU和第一信號放大器，所述采集MCU的信號輸入端與第一信號放大器的信號輸出端連接，所述第一信號放大器的信號輸入端與時序配置電路中的高頻電磁開關的第一連接端連接；

所述時序配置電路包括主MCU、時序生成器和高頻電磁開關，所述主MCU的信號輸出端與時序生成器的信號輸入端連接，所述時序生成器的信號輸出端與高頻電磁開關的信號輸入端相連，高頻電磁開關的第二連接端與電致應變材料的正負電極相連接；

所述驅動電路包括驅動MCU和功率輸出器，所述驅動MCU的信號輸出端與功率輸出器的信號輸入端連接，所述功率輸出器的信號輸出端與高頻電磁開關的第三連接端連接；

所述采集MCU、驅動MCU以及主MCU均提供外部程控接口，分別單獨對內部邏輯進行調控。

2.根據權利要求1所述的一種電致應變材料的分時驅動與傳感裝置，其特征在于，所述功率輸出器包括微處理器、D/A轉換器和第二信號放大器，所述微處理器的信號輸入端與驅動MCU的信號輸出端連接，所述微處理器的信號輸出端與D/A轉換器的信號輸入端連接，所述D/A轉換器的信號輸出端與第二信號放大器的信號輸入端連接，所述第二信號放大器的信號輸出端與高頻電磁開關的第三連接端連接。

3.一種電致應變材料的分時驅動與傳感的控制方法，其特征在于，采用權利要求1所述的一種電致應變材料的分時驅動與傳感裝置對電致應變材料進行控制，具體方法如下：

步驟1：主MCU根據外部程控接口的輸入或者內部編程方式對電致應變材料的驅動和傳感功能進行配置，并將配置信息傳輸至時序生成器；

步驟2：所述時序生成器根據主MCU的配置信息自動生成高低電平信號，實現階躍和脈沖信號的生成，并將生成的階躍和脈沖信號傳輸至高頻電磁開關；

步驟3：所述高頻電磁開關根據所述時序生成器的輸出信號自動切換開關，當時序生成器保持高電平輸出時，所述高頻電磁開關接通驅動電路引入外部驅動電壓信號，此時，電致應變材料作為驅動器，進入步驟4；當時序生成器保持低電平輸出時，所述高頻電磁開關接通采集電路，此時電致應變材料作為傳感器，輸出電傳感信號，進入步驟5；當時序生成器保持高低電平信號脈沖輸出時或者高低電平按時序切換時，所述高頻電磁開關將根據時序生成器的輸出信號有時序的控制驅動電路與采集電路的接通與斷開，實現電致應變材料的分時驅動與傳感；

步驟4：當驅動電路接通時，功率輸出器根據驅動MCU針對不同電致應變材料的配置進行算法控制與功率輸出；

步驟5：當采集電路接通時，采集MCU根據不同的電致應變材料，利用相應的非線性擬合模型與形變模擬方法實現對電致應變材料的形變感知。