測(cè)試ipmc線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置與測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種位移測(cè)量裝置與方法，具體來(lái)說(shuō)是一種測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]離子聚合物金屬?gòu)?fù)合材料(IPMC)是一種新型的智能材料，能夠廣泛地應(yīng)用于仿生制造等領(lǐng)域。雙片IPMC組成的線性驅(qū)動(dòng)單元結(jié)構(gòu)能夠改變IPMC力的輸出實(shí)現(xiàn)線性運(yùn)動(dòng)等應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)獲得學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn)可，對(duì)線性驅(qū)動(dòng)單元的位移性能進(jìn)行測(cè)試與研宄是進(jìn)一步應(yīng)用IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的關(guān)鍵。
[0003]目前，由于IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)較為創(chuàng)新，并未出現(xiàn)有關(guān)IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的位移測(cè)試的裝置與方法的公開(kāi)報(bào)道，因此，研宄一套系統(tǒng)的IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的位移運(yùn)動(dòng)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)裝備與實(shí)驗(yàn)方法，凸顯重要價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，測(cè)試準(zhǔn)確的測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置。本發(fā)明的目的還在于提供一種測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的方法。
[0005]本發(fā)明的測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置的組成為:水平方形底板的兩端各固定一個(gè)支撐座，兩個(gè)光滑的滑軌貫穿兩個(gè)支撐座的兩端，倒T型片的水平段置于兩個(gè)滑軌底側(cè)，倒T型片的垂直段位于兩個(gè)滑軌之間，待測(cè)IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片的一端與一個(gè)支撐座的內(nèi)側(cè)連接、另一端與倒T型片連接，與IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片連接支撐座上安裝L型的支架，第一激光位移傳感器固定在L型的支架，另一個(gè)支撐座上安裝第二激光位移傳感器。
[0006]所述的倒T型片由輕質(zhì)材料制成。
[0007]所述支撐座為U型的支撐座。
[0008]本發(fā)明的測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的方法為:
[0009]a、將IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片的兩端分別連接于固定有第一激光位移傳感器的支撐座與倒T型片，IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片通過(guò)支撐座連接測(cè)試電路；
[0010]b、調(diào)整第一、第二激光位移傳感器的高度值，使得第二激光位移傳感器的激光能放射到倒T型片上，第一激光位移傳感器的激光能放射到IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片上；
[0011]C、接通電源，通過(guò)第一、第二激光位移傳感器的采集，分別獲得IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的水平位移Y1與豎直位移I 2；
[0012]d、通過(guò)后處理，獲得IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移值及其變化關(guān)系。
[0013]本發(fā)明中支撐座上的第二激光位移傳感器放射的激光到倒T型片上，而支架上的第一激光位移傳感器放射的激光到IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片上?；壟c底板相對(duì)光滑，可不考慮與倒T型片的摩擦。倒T型片采用兩個(gè)方紙片垂直連接而成，質(zhì)量較輕，不接觸底板。
[0014]本發(fā)明針對(duì)于IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的位移進(jìn)行測(cè)試，能夠?qū)崿F(xiàn)IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的規(guī)則直線運(yùn)動(dòng)，滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)量要求；采用單片處理的IPMC片可以測(cè)試其線性驅(qū)動(dòng)單元的位移值，簡(jiǎn)化的制備工藝，提高了測(cè)試效率，降低了因?yàn)檠b配不對(duì)稱引起的實(shí)驗(yàn)誤差；實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、操作方便，測(cè)試準(zhǔn)確；本發(fā)明的測(cè)試原理簡(jiǎn)單、直觀，能夠測(cè)量出IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的位移值，測(cè)量結(jié)果可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述。
[0017]結(jié)合圖1，本發(fā)明測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置主要由支架7、支撐座8、滑軌4、底板2、激光位移傳感器5與6、IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片1、T型方紙片3，在方形底板2上，兩端側(cè)放置連個(gè)U型的支撐座8，采用兩個(gè)光滑滑軌4連接并貫穿兩個(gè)支撐座8，固定連接，T型方紙片3倒放于兩個(gè)滑軌4底側(cè)，單片處理的IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元I 一端連接于T型方紙片3上，另一端連接于支撐座8的一端，并在其表面安裝支架7，端頭固定激光位移傳感器6，對(duì)側(cè)的支撐座8上放置激光位移傳感器5。T型方紙片3通過(guò)一個(gè)方紙片垂直黏貼于另一片方紙片中間位置組成，T型方紙片3質(zhì)量較輕，不接觸底板2，同時(shí)，通過(guò)兩個(gè)滑軌4約束于底層的單向直線運(yùn)動(dòng)，T型方紙片3的垂直側(cè)的方紙片用于測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單I的水平位移；U型的支撐座8的內(nèi)部夾持有單片IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片I，用于固定與供電；激光位移傳感器6通過(guò)拱起的運(yùn)動(dòng)測(cè)試位移；調(diào)節(jié)兩個(gè)激光位移傳感器的高度，使得激光位移傳感器5放射的激光到T型方紙片3上，而激光位移傳感器6放射的激光發(fā)射到IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片I上；水平的兩個(gè)光滑滑軌4用于約束T型方紙片3的水平運(yùn)動(dòng)，滑軌4與底板2相對(duì)光滑，不考慮T型方紙片3與其的摩擦。
[0018]具體工作原理:
[0019]實(shí)驗(yàn)前，制備IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片1，組裝T型方紙片3，通過(guò)直流電壓對(duì)其進(jìn)行供電，在電流的激勵(lì)下，IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片I彎曲，帶動(dòng)T型方紙片3的水平運(yùn)動(dòng)，通過(guò)激光位移傳感器5到T型方紙片3上的距離變化及激光位移傳感器6到IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片I的距離變化，獲得IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的位移。
[0020]本發(fā)明的測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的方法具體步驟為:
[0021]e、連接實(shí)驗(yàn)測(cè)試電路，制備IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片I，兩端分別連接于支撐座8與T型方紙片的兩端。
[0022]f、安裝激光位移傳感器5與6，調(diào)整其高度值，使得激光位移傳感器5的激光能放射到T型方紙片3上，激光位移傳感器6的激光能放射到IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片I上。
[0023]g、接通電源，通過(guò)激光位移傳感器的采集，分別獲得IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的水平位移Y1與豎直位移y 2°
[0024]h、通過(guò)實(shí)驗(yàn)后處理，獲得IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移值及其變化關(guān)系。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置，其特征是:水平方形底板的兩端各固定一個(gè)支撐座，兩個(gè)光滑的滑軌貫穿兩個(gè)支撐座的兩端，倒T型片的水平段置于兩個(gè)滑軌底側(cè)，倒T型片的垂直段位于兩個(gè)滑軌之間，待測(cè)IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片的一端與一個(gè)支撐座的內(nèi)側(cè)連接、另一端與倒T型片連接，與IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片連接支撐座上安裝L型的支架，第一激光位移傳感器固定在L型的支架，另一個(gè)支撐座上安裝第二激光位移傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置，其特征是:所述的倒T型片由輕質(zhì)材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置，其特征是:所述支撐座為U型的支撐座。
4.一種用權(quán)利要求1所述的測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置的方法，其特征是: a、將IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片的兩端分別連接于固定有第一激光位移傳感器的支撐座與倒T型片，IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片通過(guò)支撐座連接測(cè)試電路； b、調(diào)整第一、第二激光位移傳感器的高度值，使得第二激光位移傳感器的激光能放射到倒T型片上，第一激光位移傳感器的激光能放射到IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片上； c、接通電源，通過(guò)第一、第二激光位移傳感器的采集，分別獲得IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的水平位移Y1與豎直位移12; d、通過(guò)后處理，獲得IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移值及其變化關(guān)系。
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種測(cè)試IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元位移輸出的裝置與測(cè)試方法。水平方形底板的兩端各固定一個(gè)支撐座，兩個(gè)光滑的滑軌貫穿兩個(gè)支撐座的兩端，倒T型片的水平段置于兩個(gè)滑軌底側(cè)，倒T型片的垂直段位于兩個(gè)滑軌之間，待測(cè)IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片的一端與一個(gè)支撐座的內(nèi)側(cè)連接、另一端與倒T型片連接，與IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元片連接支撐座上安裝L型的支架，第一激光位移傳感器固定在L型的支架，另一個(gè)支撐座上安裝第二激光位移傳感器。本發(fā)明針對(duì)于IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的位移進(jìn)行測(cè)試，能夠?qū)崿F(xiàn)IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的規(guī)則直線運(yùn)動(dòng)，滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)量要求；本發(fā)明的測(cè)試原理簡(jiǎn)單、直觀，能夠測(cè)量出IPMC線性驅(qū)動(dòng)單元的位移值，測(cè)量結(jié)果可靠。
【IPC分類】G01B11-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104613877
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510086647
【發(fā)明人】趙剛, 孫壯志, 王好軍, 王禹鍵, 王志杰, 汪川, 楊俊杰
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月17日