[发明专利]一种IPMC人工肌肉柔性驱动器的测力装置及测量方法

说明书

本发明属于测量装置技术领域，具体涉及一种IPMC人工肌肉柔性驱动器的测力装置及测量方法，包括：IPMC人工肌肉柔性驱动器输出力测试模块、电源和信号发生器；信号发生器用来产生信号并将信号发送给IPMC人工肌肉柔性驱动器，输出力测试模块用来测试IPMC人工肌肉柔性驱动器；输出力测试传感器放置在升降台上，且可相对升降台移动，以对IPMC人工肌肉柔性驱动器进行校准；可有效解决因为输出力变化小的测试误差，利用输出力测试传感器进行精准测量，可调稳压电源控制驱动器在低电压下稳定工作；可实时更新的实验数据，实现输出力的精确测量和监控，结构简单方便。

技术领域

本发明属于测量装置技术领域，具体涉及一种IPMC人工肌肉柔性驱动器的测力装置及其测量方法。

背景技术

近年来，软体机器人的发展较为迅猛，人工肌肉柔性驱动器作为软体机器人的重要分支，其已成为研究热点之一，虽然软体机器人的已有研究，但大多软体机器人的研发尚未成熟，仍处于实验室研发阶段，距实现产业化还有较长一段距离。随着电压驱动金属复合材料的发展，使软体机器人变的反应速度快，且可弯曲形变，这样一定程度上扩展了软体机器人的应用。

虽然软体机器人已经取得了一定的改进，但仍面临大量的急需解决的问题，比如如何实现大机械能输出下，使用过程中保持驱动器具有良好稳定的化学性能。电压驱动金属复合材料可以解决一定的问题，如常用的IPMC，然而IPMC人工肌肉柔性驱动器对于不同电压、不同频率的信号输入，驱动器会产生不同的输出力，当电压大于10V时，会使IPMC人工肌肉柔性驱动器表现出恢复性差且表面出现龟裂现象。IPMC人工肌肉柔性驱动器输出力大小难以用手指感官进行区分，故需要对驱动器的输出力进行精准测量。

发明内容

基于上述问题，IPMC人工肌肉柔性驱动器具有驱动电压小且具有位移输出等优点，但现有的IPMC仍存在通电后形变位移小、输出力小、耐受性差等问题，在实际应用中存在很大的限制。在IPMC人工肌肉柔性驱动器的耐受电压为3-10V，做到精准控制输出力，就需精准控制电压的输出范围，在实验中做出更加明显的输出力对照组。本发明提供一种可精确测量输出力的IPMC人工肌肉柔性驱动器装置及方法。

本发明提供的技术方案：一种IPMC人工肌肉柔性驱动器的测力装置，其特征在于，包括：IPMC人工肌肉柔性驱动器输出力测试模块、电源和信号发生器；所述信号发生器用来产生信号并将信号发送给IPMC人工肌肉柔性驱动器，所述IPMC人工肌肉柔性驱动器输出力测试模块用来测试IPMC人工肌肉柔性驱动器；其中所述IPMC人工肌肉柔性驱动器输出力测试模块包括输出力测试传感器、电脑显示屏和升降台；其中所述输出力测试传感器放置在所述升降台上，所述输出力测试传感器相对升降台移动，以对IPMC人工肌肉柔性驱动器进行校准；所述电源连接所述输出力测试传感器。

进一步地，所述信号发生器包括信号源发生器和电脑PC端，其中所述信号源发生器与电脑PC端连接，通过电脑PC端对信号源发生器进行控制。其中信号源发生器为信号源发生器KEYSIGHT。通过电脑PC端控制装置在系统内Keysight BenchVue软件进行信号发送，进一步控制IPMC人工肌肉柔性驱动器的移动，进一步产生输出力。所述IPMC人工肌肉柔性驱动器信号发生器模块，通过电脑PC端控制信号源发生器KEYSIGHT发出脉冲，使与信号源发生器连接的IPMC人工肌肉柔性驱动器接受信号，进而机械力使其发生偏转，进而通过输出力测试传感器得到其输出力大小。

进一步地，还包括支架台，用于固定IPMC人工肌肉柔性驱动器。

进一步地，所述支架台包括底座、夹取装置、连接杆和直杆；其中所述直杆连接固定在直杆一端上，所述直杆另一端与连接杆一端固定连接，所述连接杆另一端与所述夹取装置连接。

进一步地，所述连接杆与所述夹取装置经螺母控制旋转连接件的移动，进而带动所述夹取装置在所述连接杆上的滑动和上下移动。

进一步地，所述直杆与所述连接杆可相对移动。