[发明专利]基于电活性聚合物的致动器和传感器设备

权利要求书

1.一种用于同时进行致动和感测的设备，包括：

电活性材料致动器和传感器部件(22)，其具有第一电阻器(Rp)与电容器(Cs)和第二电阻器(Rs)的串联组合相并联的等效电路；

电极装置；

电流传感器(30)，其用于感测流向所述部件的电流；

电流源(32)，其用于控制通过所述部件的电流；

用于确定所述部件处的电压的器件(34)；

控制器(36)，其适于向所述电极装置提供致动信号，所述致动信号包括用于对所述部件充电的激活时段，

其中，所述控制器还适用于：

通过感测所述激活时段期间的稳态电流来确定所述第一电阻器(Rp)的电阻；

通过以下操作来确定所述电容器(Cs)的电容：确定在所述激活时段开始时所述部件的充电期间的电荷流量，并且考虑所述第一电阻器的所述电阻；以及

通过以下操作来确定所述第二电阻器(Rs)的电阻：在充电或放电期间使用所述电流源控制通过所述部件的电流以具有振荡轮廓，并且确定由所述电流传感器感测的电流与由电压表测量的电压之间的相位关系。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述致动信号具有至少0.5秒的激活时段。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述振荡轮廓具有至少100Hz的频率，例如，至少1kHz的频率。

4.如任一前述权利要求所述的设备，其中，所述振荡轮廓具有DC偏压，所述DC偏压用于降低对所述部件的激活或去激活的影响。

5.如任一前述权利要求所述的设备，其中，所述振荡轮廓具有随时间变化的频率。

6.如任一前述权利要求所述的设备，其中，所述控制器(36)适于：提供用于使所述部件放电的去激活时段，并且确定在放电期间所述第二电阻器的电阻。

7.如权利要求1至5中的任一项所述的设备，其中，所述控制器适于确定在充电期间所述第二电阻器(Rs)的电阻。

8.如任一前述权利要求所述的设备，其中，所述控制器还适于根据所确定的电阻和电容来确定所述部件处的外力、压力或温度。

9.一种用于使用电活性材料致动器和传感器部件(22)同时进行致动和感测的方法，所述电活性材料致动器和传感器部件具有第一电阻器(Rp)与电容器(Cs)和第二电阻器(Rs)的串联组合相并联的等效电路，所述方法包括：

向电极装置提供致动信号，所述致动信号包括用于对所述部件充电的激活时段，

通过感测所述激活时段期间的稳态电流来确定所述第一电阻器的电阻；

通过以下操作来确定所述电容器的电容：确定在所述激活时段开始时所述部件的充电期间的电荷流量，并且考虑所述第一电阻器的所述电阻；并且

通过以下操作来确定所述第二电阻器的电阻：在充电或放电期间控制通过所述部件的电流以具有振荡轮廓，并且确定感测的电流与电压之间的相位关系。

10.如权利要求9所述的方法，包括生成频率至少为100Hz，例如至少为1kHz的振荡轮廓。

11.如权利要求10所述的方法，包括生成具有DC偏压的振荡轮廓，所述DC偏压用于减小对所述部件的激活或去激活的影响。

12.如权利要求9、10或11所述的方法，包括生成振荡轮廓，所述振荡轮廓具有随时间变化的频率。

13.如权利要求9至12中的任一项所述的方法，还包括：提供用于使所述部件放电的去激活时段，并且确定在放电期间所述第二电阻器的电阻。

14.如权利要求9至12中的任一项所述的方法，包括：确定在充电期间所述第二电阻器的电阻。

15.如权利要求9至14中的任一项所述的方法，包括：根据所确定的电阻和电容来确定所述部件处的外力、压力或温度。