[發(fā)明專利]PVC gel人工肌肉性能測(cè)試平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110180164.7
• 申請(qǐng)日: 2021-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN113029776B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘輝;何青松;于敏;李宏凱;尹國(guó)校;吳雨薇;徐顯銳;張昊;孫正;田成博;陸吉;趙澤芳;劉小芳;仲啟云;胡潤(rùn)淇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/02;G01N27/00
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 馬苗苗

本發(fā)明PVC gel人工肌肉性能測(cè)試平臺(tái)，屬于一種測(cè)量控制技術(shù)。其特征在于：該裝置是由測(cè)試基架、安裝在基架上的位移傳感器、安裝在基架上的力傳感器、用于傳遞PVC gel輸出位移和輸出力的信號(hào)傳遞器、信號(hào)發(fā)生模塊和數(shù)據(jù)采集模塊組成。該裝置既能實(shí)現(xiàn)PVC gel驅(qū)動(dòng)器在不同電壓下恢復(fù)力和恢復(fù)位移的測(cè)量，又能實(shí)現(xiàn)其收縮力、收縮位移的測(cè)量。本發(fā)明基于激光位移傳感器和力傳感器，具有操作簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、測(cè)量精準(zhǔn)的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人工肌肉性能測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種PVC gel人工肌肉性能測(cè)試平臺(tái)。

技術(shù)背景

PVC gel(poly vinyl chloride gel，聚氯乙烯凝膠)作為一種新型的電子型EAP材料，是一種非離子型聚合物凝膠，不需要水的輔助，能夠在干燥的空氣中發(fā)生電刺激變化，其在電場(chǎng)作用下具有質(zhì)量輕、透明度高、應(yīng)變應(yīng)力大、工作頻帶寬、工作電壓適中和響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，在軟體機(jī)器人、光學(xué)透鏡、航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

輸出力和輸出位移是衡量PVC gel直線驅(qū)動(dòng)性能的兩個(gè)重要指標(biāo)。

給PVC gel通電時(shí)，PVC gel會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)變，斷電時(shí)，PVC gel恢復(fù)原狀。當(dāng)前對(duì)于PVC gel直線驅(qū)動(dòng)性能的測(cè)量都是以施加砝碼的方法，通過(guò)改變砝碼的質(zhì)量，測(cè)量其恢復(fù)位移跟恢復(fù)力的關(guān)系。該測(cè)量方法只能以砝碼質(zhì)量為自變量，不能測(cè)出其最大恢復(fù)力和收縮力。因此亟需一套測(cè)試裝置，以PVC gel施加電壓為自變量，既能測(cè)量其在不同電壓下恢復(fù)力和恢復(fù)位移的關(guān)系，又能測(cè)量其收縮力、收縮位移和電壓的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，研制了一套測(cè)試裝置，既能實(shí)現(xiàn)PVC gel驅(qū)動(dòng)器在不同電壓下恢復(fù)力和恢復(fù)位移的測(cè)量，又能實(shí)現(xiàn)其收縮力、收縮位移的測(cè)量。本裝置基于激光位移傳感器和力傳感器，具有操作簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、測(cè)量精準(zhǔn)的特點(diǎn)。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

PVC gel人工肌肉性能測(cè)試平臺(tái)，其特征在于：包括系統(tǒng)基架、安裝在基架上的位移傳感器、安裝在基架上的力傳感器、用于傳遞PVC gel輸出位移和輸出力的信號(hào)傳遞器、以及信號(hào)發(fā)生模塊和數(shù)據(jù)采集模塊。

上述測(cè)試基架包括支架、用于安裝位移傳感器的承載板、用于連接支架和承載板的螺釘、用于安裝力傳感器的滑塊、用于安裝PVC gel驅(qū)動(dòng)器的載物臺(tái)，用于調(diào)節(jié)滑塊和載物臺(tái)升降的絲桿、與絲桿配合的軸承以及用于提高滑塊和載物臺(tái)在升降過(guò)程的穩(wěn)定性的光桿。

上述支架由右支架和左支架組成，兩支架上通有與軸承配合的軸承座孔，安裝承載板的普通螺紋孔，其中左支架上通有安裝光桿的通孔。兩支架尺寸根據(jù)PVC gel驅(qū)動(dòng)器的尺寸而定。安裝在兩支架上的絲桿和軸承是同一規(guī)格。支架主要用于安裝各種承載和調(diào)節(jié)裝置。

上述測(cè)試基架，其中承載板是由透明基板和彈性?shī)A持器組成。透明基板開有四個(gè)方槽和四個(gè)普通螺紋孔。彈性?shī)A持器由端子和彈簧構(gòu)成，嵌入在透明基板四個(gè)方槽內(nèi)，用于夾持位移傳感器。透明基板和彈性?shī)A持器的尺寸可根據(jù)位移傳感器的尺寸而定。承載板主要用于安裝位移傳感器。

上述測(cè)試基架滑塊通有絲桿螺紋孔、定位孔和普通螺紋孔。絲桿螺紋孔主要是將滑塊安裝在右支架的絲桿上，定位孔與光桿配合，普通螺紋孔安裝力傳感器。滑塊由絲桿通過(guò)軸承安裝在左支架上，最后將力傳感器通過(guò)螺釘固定在滑塊上，其中絲桿尺寸根據(jù)支架尺寸大小而定。該安裝方式可通過(guò)絲桿調(diào)節(jié)力傳感器的位置。