[发明专利]使用图案化纳米空隙进行致动和变形感测的系统和方法

权利要求书

1.一种电活性设备，包括：

第一电极；

第二电极；和

设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电活性元件，

其中：

所述电活性元件包括电活性聚合物和分布在所述电活性聚合物内的多个空隙，

所述多个空隙在所述电活性聚合物中具有非均匀分布，并且

基于空隙的所述非均匀分布，当电信号施加在所述第一电极和所述第二电极之间时，所述电活性元件具有非均匀的电活性响应。

2.根据权利要求1所述的电活性设备，其中所述多个空隙的非均匀分布包括空隙直径、空隙体积、空隙数密度、空隙体积分数或空隙取向中的至少一个的空间变化。

3.根据权利要求1所述的电活性设备，其中所述多个空隙包括包含气体、液体、凝胶、泡沫或非聚合物固体中的至少一种的空隙。

4.根据权利要求1所述的电活性设备，其中所述非均匀的电活性响应包括所述电活性元件的第一部分的第一变形，所述第一变形不同于所述电活性元件的第二部分的第二变形。

5.根据权利要求1所述的电活性设备，其中所述电活性设备在所述第一电极和所述第二电极之间施加第一电压时具有预定的第一变形，并且在所述第一电极和所述第二电极之间施加第二电压时具有预定的第二变形。

6.根据权利要求1所述的电活性设备，其中所述电信号包括电势差，所述电势差在所述第一电极和所述第二电极之间引起所述电活性元件的非均匀收缩。

7.根据权利要求1所述的电活性设备，其中所述非均匀的电活性响应包括所述电活性元件的表面的曲率。

8.根据权利要求1所述的电活性设备，其中：

所述电活性设备还包括机械耦合到所述电活性元件的光学元件，并且

所述光学元件包括透镜、光栅、棱镜、反射镜或衍射光栅中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的电活性设备，其中所述电活性设备是可佩戴设备的部件，优选地，其中所述可佩戴设备包括头盔、眼镜框、手套或腰带，并且可选地，其中所述可佩戴设备被配置为当用户佩戴所述可佩戴设备时贴近用户支撑所述电活性设备，并且所述电活性设备被配置为向用户提供触觉信号。

10.一种电活性设备，包括：

第一电极；

第二电极；和

设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电活性元件，

其中：

所述电活性元件包括电活性聚合物和分布在所述电活性元件内的多个空隙，

所述多个空隙在所述电活性元件内具有非均匀分布，

向所述电活性元件的一部分施加机械输入在所述第一电极和所述第二电极之间产生电信号，以及

所述电信号的幅度至少部分由所述机械输入相对于所述电活性元件内所述非均匀分布的空隙的位置来确定。

11.根据权利要求10所述的电活性设备，其中：

所述电活性元件包括第一部分和第二部分，并且

由对所述第一部分的机械输入产生的第一电压明显不同于由对所述第二部分的类似机械输入产生的第二电压。

12.根据权利要求10所述的电活性设备，其中所述电活性设备是可佩戴设备的部件，

其中：

所述可佩戴设备被配置为由用户佩戴，并且

所述可佩戴设备被配置成抵靠用户的身体部分支撑所述电活性设备，和/或其中所述电活性设备被配置成提供与所述身体部分的构造相关的电信号，和/或其中

所述可佩戴设备是手套，并且

所述电活性设备被配置成至少部分基于用户的手内的关节角度来提供电信号。