[發明專利]一種IPMC人工肌肉柔性驅動器的測力裝置及測量方法

在審

• 申請號: 202011347574.8
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112549075A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 王嘉煒;吳小平
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 沈留興

本發明屬于測量裝置技術領域，具體涉及一種IPMC人工肌肉柔性驅動器的測力裝置及測量方法，包括：IPMC人工肌肉柔性驅動器輸出力測試模塊、電源和信號發生器；信號發生器用來產生信號并將信號發送給IPMC人工肌肉柔性驅動器，輸出力測試模塊用來測試IPMC人工肌肉柔性驅動器；輸出力測試傳感器放置在升降臺上，且可相對升降臺移動，以對IPMC人工肌肉柔性驅動器進行校準；可有效解決因為輸出力變化小的測試誤差，利用輸出力測試傳感器進行精準測量，可調穩壓電源控制驅動器在低電壓下穩定工作；可實時更新的實驗數據，實現輸出力的精確測量和監控，結構簡單方便。

技術領域

本發明屬于測量裝置技術領域，具體涉及一種IPMC人工肌肉柔性驅動器的測力裝置及其測量方法。

背景技術

近年來，軟體機器人的發展較為迅猛，人工肌肉柔性驅動器作為軟體機器人的重要分支，其已成為研究熱點之一，雖然軟體機器人的已有研究，但大多軟體機器人的研發尚未成熟，仍處于實驗室研發階段，距實現產業化還有較長一段距離。隨著電壓驅動金屬復合材料的發展，使軟體機器人變的反應速度快，且可彎曲形變，這樣一定程度上擴展了軟體機器人的應用。

雖然軟體機器人已經取得了一定的改進，但仍面臨大量的急需解決的問題，比如如何實現大機械能輸出下，使用過程中保持驅動器具有良好穩定的化學性能。電壓驅動金屬復合材料可以解決一定的問題，如常用的IPMC，然而IPMC人工肌肉柔性驅動器對于不同電壓、不同頻率的信號輸入，驅動器會產生不同的輸出力，當電壓大于10V時，會使IPMC人工肌肉柔性驅動器表現出恢復性差且表面出現龜裂現象。IPMC人工肌肉柔性驅動器輸出力大小難以用手指感官進行區分，故需要對驅動器的輸出力進行精準測量。

發明內容

基于上述問題，IPMC人工肌肉柔性驅動器具有驅動電壓小且具有位移輸出等優點，但現有的IPMC仍存在通電后形變位移小、輸出力小、耐受性差等問題，在實際應用中存在很大的限制。在IPMC人工肌肉柔性驅動器的耐受電壓為3-10V，做到精準控制輸出力，就需精準控制電壓的輸出范圍，在實驗中做出更加明顯的輸出力對照組。本發明提供一種可精確測量輸出力的IPMC人工肌肉柔性驅動器裝置及方法。

本發明提供的技術方案：一種IPMC人工肌肉柔性驅動器的測力裝置，其特征在于，包括：IPMC人工肌肉柔性驅動器輸出力測試模塊、電源和信號發生器；所述信號發生器用來產生信號并將信號發送給IPMC人工肌肉柔性驅動器，所述IPMC人工肌肉柔性驅動器輸出力測試模塊用來測試IPMC人工肌肉柔性驅動器；其中所述IPMC人工肌肉柔性驅動器輸出力測試模塊包括輸出力測試傳感器、電腦顯示屏和升降臺；其中所述輸出力測試傳感器放置在所述升降臺上，所述輸出力測試傳感器相對升降臺移動，以對IPMC人工肌肉柔性驅動器進行校準；所述電源連接所述輸出力測試傳感器。

進一步地，所述信號發生器包括信號源發生器和電腦PC端，其中所述信號源發生器與電腦PC端連接，通過電腦PC端對信號源發生器進行控制。其中信號源發生器為信號源發生器KEYSIGHT。通過電腦PC端控制裝置在系統內Keysight BenchVue軟件進行信號發送，進一步控制IPMC人工肌肉柔性驅動器的移動，進一步產生輸出力。所述IPMC人工肌肉柔性驅動器信號發生器模塊，通過電腦PC端控制信號源發生器KEYSIGHT發出脈沖，使與信號源發生器連接的IPMC人工肌肉柔性驅動器接受信號，進而機械力使其發生偏轉，進而通過輸出力測試傳感器得到其輸出力大小。

進一步地，還包括支架臺，用于固定IPMC人工肌肉柔性驅動器。

進一步地，所述支架臺包括底座、夾取裝置、連接桿和直桿；其中所述直桿連接固定在直桿一端上，所述直桿另一端與連接桿一端固定連接，所述連接桿另一端與所述夾取裝置連接。

進一步地，所述連接桿與所述夾取裝置經螺母控制旋轉連接件的移動，進而帶動所述夾取裝置在所述連接桿上的滑動和上下移動。

進一步地，所述直桿與所述連接桿可相對移動。