[发明专利]利用静电排斥的换能器及相关系统和方法

权利要求书

1.一种设备，包括：

第一电极；

第二电极；

聚合物元件，其设置在所述第一电极和所述第二电极之间；和

控制电路，其被配置为向所述第一电极施加第一电势并且向所述第二电极施加第二电势，

其中：

所述第一电势和所述第二电势具有相同的极性，并且

所述第一电极和所述第二电极分开一分离距离，并且

当所述第一电势被施加到所述第一电极并且所述第二电势被施加到所述第二电极时，所述分离距离通过所述第一电极和所述第二电极之间的静电排斥而增加。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一电势和所述第二电势基本相同。

3.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述第一电极和所述第二电极电互连，并且

所述控制电路被配置为向所述第一电极和所述第二电极施加公共电势。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述聚合物元件包括电活性聚合物。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述聚合物元件是大致同质的。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述聚合物元件包括多个纳米空隙。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个纳米空隙大致均匀地分布在所述聚合物元件内。

8.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述多个纳米空隙在所述介电层内具有不均匀的分布，并且

所述设备对施加到所述第一电极的所述第一电势和施加到所述第二电极的所述第二电势提供不均匀的机械响应。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一电极设置在第一基板上，并且所述第二电极设置在第二基板上，其中所述第一基板包括柔性聚合物膜。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备是可穿戴设备的部件。

11.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备邻近电活性设备定位，其中当所述设备和所述电活性设备都被致动时，所述设备和所述电活性设备协作地提供累积位移。

12.一种设备，包括：

第一设备，其包括第一对电极；

第二设备，其包括第二对电极；和

控制电路，其被配置为向所述第一对电极中的每个电极施加第一电势，并且在所述第二对电极之间施加第二电势，

其中：

当所述第一电势被施加到所述第一对电极中的每个电极时，所述第一对电极之间的第一距离通过静电排斥而增加，并且

当在所述第二对电极之间施加所述第二电势时，所述第二对电极之间的第二距离减小。

13.根据权利要求12所述的设备，还包括位于所述第一对电极和所述第二对电极中的至少一对电极之间的电活性聚合物元件。

14.一种电致动的方法，包括：

向第一电极施加第一电势；和

在向所述第一电极施加所述第一电势期间，向第二电极施加第二电势，

其中：

所述第一电势具有与所述第二电势相同的极性，从而在所述第一电极和所述第二电极之间诱发排斥的静电力，并增加所述第一电极和所述第二电极之间的分离距离，并且

聚合物元件设置在所述第一电极和所述第二电极之间。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括随后分别向所述第一电极和所述第二电极施加具有相反极性的电势，从而在所述第一电极和所述第二电极之间诱发吸引力，其中所述聚合物元件包括电活性聚合物，并且所述吸引力至少部分地由所述聚合物元件的电诱发压缩产生。