CN101341606A - 采用电介质聚合物致动器的照像机光阑和镜头定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电活性聚合物致动器(10)，这种电活性聚合物致动器(10)用在包括照像机光阑和镜头的各种用途中。这种致动器(10)将电能变换成机械能，并且在一个实施例中包括：至少两个柔性电极(15、25)；一种具有基本上恒定的厚度的透明弹性不导电材料(20)，将这种透明弹性不导电材料(20)布置成使这种透明弹性不导电材料(20)在垂直于该厚度的第一方向压缩，以响应于加到这种聚合物的一种电场；以及一种框架，这种框架耦合到至少两个柔性电极(15、25)和这种透明弹性不导电材料(20)，这种外框架基本上阻止了在与该第一方向相对的第二方向的扩张，以响应于加到这种聚合物的一种电场。
Description
技术领域
本发明总体上涉及在电能与机械能之间变换的电活性聚合物。更明确地来讲，本发明涉及电活性聚合物及其在各种用途中的使用。
背景技术
在许多用途中，希望在电能与机械能之间变换。这些用途包括如机器人技术、泵类、扬声器、光盘驱动器和照像机镜头。这些用途包括在宏观或微观水平将电能变换成机械功的一个或多个致动器。正如人们所熟知的那样，致动器是位于控制回路中传感器的配对件，用于将电能或热能转换成机械功。
普通的电致动器有多种缺陷。在照像机镜头致动器件的情形中，这种器件具有机械复杂性并包括相对较大的光阑(diaphragm)或镜头，且这种光阑或镜头的位置是可变的。这种机械复杂性使这种器件的灵敏度差。
几十年以来一直在对基于某些类型的聚合物在某些激励条件下能够改变形状的原理的多种机电致动器进行研究。这种研究由YosephBar-Cohen在书名为“Electroactive Polymer(EAP)Actuators asArtificial Muscles：Reality，Potential and Challenges”(SPIE Press，2001年1月)的一书中组织。电活性聚合物(EAP)代表致动器的一种有希望的类型，在这种类型的致动器中，通过改变致动器的形状或机械性能产生运动，从而解决了机械上更加复杂而笨重的常规电致动器技术方面的问题。
由于前面所列的和其它的常规机电致动器的挑战和缺陷，所以需要更加充分地实现活性聚合物和基于活性聚合物的致动器的优点的器具。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电活性聚合物致动器，这种电活性致动器包括提高反应速度的能力和采用电活性效果的器件的运行可靠性。
在一个方面，本发明涉及在电能与机械能之间变换的聚合物。在将电压加到接触一种可预应变的聚合物的电极时，这种聚合物偏转。这种偏转可用于做机械功。
在一个方面，本发明涉及在电能与机械能之间变换的聚合物。在将电压加到接触一种可预应变的聚合物的电极时，这种聚合物偏转。这种偏转可用于做机械功。与未应变聚合物相比，这种预应变提高电活性聚合物的机械反应。这种预应变可按照一种聚合物的不同方向而变化，以改变这种聚合物对所加的电压的反应。在某些实施例中，并不将这些聚合物预应变。在其它的某些实施例中，可保持预应变，且一种弹性元件在这些电极的内径处。
在本发明的一个方面，本发明涉及一种用于将电能变换成以第一方向的位移的致动器。这种致动器包括圆片、第一环状柔性电极和第二环状柔性电极，这种圆片用弹性电介质透明聚合物材料制成，如Acrylic Tape 4910、Silicone CF19-2186和Silicone HS III，该第一环状柔性电极在这种叠层的上表面上形成，且该第二环状柔性电极在这种叠层的底面上形成。这种致动器还包括一种施加电压的单元，这种施加电压的单元用于在该第一电极与第二电极之间施加电压以使这种叠层位移，以响应于在由至少两个电极所提供的电场中的变化。这种致动器还包括耦合到这种叠层的一种环状刚性框架，这种框架提供机械辅助，以保持这种预应变并确保以第一方向的位移。
在另一方面，本发明涉及一种用于将电能变换成以第一方向的线性位移的致动器。这种致动器包括一种预拉伸电介质聚合物材料，这种材料带有以膜或光阑形式的上电极层和下电极层。这种致动器还包括附接到这种膜的两个刚性圆外塑料环，如以一种夹层构造。这两个刚性圆环提供机械辅助，以确保沿着垂直于这种膜的平面的轴线的位移。
在另一个实施例中，这种致动器还包括两个不导电非柔性圆内环，这两个内环附接到这种膜的中心，从而在这种膜的中心形成一种孔。
附图说明
图1A至1D是根据本发明的第一实施例的一种电活性聚合物致动器的截面图和透视图，
图2A和2B是根据本发明的第二实施例的一种电活性聚合物致动器的截面图，
图3示出了示于图2A和2B中的膜致动器，这种膜致动器还包括一种坚硬的不导电内环，
图4是示出了在一种线性标度(仪表)上用于所加电场的测量的位移(m)对质量(kg)的曲线图的视图，这种测量用于一种特殊测试结构，在这种结构中，将不同质量或负荷(kg)附接到示于图3的膜致动器的内环，
图5示出了一种叠层聚合物堆的非限制性示例，这种叠层聚合物堆包括布置成使交替层连接到普通电极(+/-)的另外的电极层，
图6A至6C是示出了可如何将几个膜致动器组合以在施加电压时增加绝对运动的截面图，
图7A至7D示出了一种致动器如何在加上电场时以单方向变形，
图8是包括多节段的导电层的视图。
具体实施方式
本发明中的电活性聚合物可用作一种从电能向机械能变换的致动器。对于一种具有基本上恒定的厚度的聚合物来讲，本发明中的聚合物通过经历一种沿着厚度轴线的位移(即平行于聚合物的截面)或垂直于使用期间的厚度轴线的位移(即垂直于聚合物的截面)执行一种致动器的功能。对于这些聚合物来讲，在一种位移发生时，这种聚合物起到一种致动器的作用。
应注意，虽然所公开的这些实施例例证了具有圆形形状的致动器，但本发明还构思出了具有其它形状的致动器的使用。例如，其它的形状包括但并不仅限于正方形、长方形、五边形、六边形和八边形等。致动器的形状主要由其设计用途所确定。
应注意，虽然所公开的这些实施例例证了采用弹性不导电电介质聚合物的致动器，但本发明还构思出了采用弹性不导电电介质聚合物之外的材料(如粘弹性材料、流体等)的致动器的使用。
应注意，虽然所公开的这些实施例例证了具有预应变聚合物的致动器，但本发明还构思出了具有非预应变聚合物的致动器的使用。
在本说明书所描述的实施例中，电介质透明弹性不导电材料可包括但并不仅限于由3M公司制造的Acrylic Tape 4910、由Nusil公司制造的Silicone CF19-2186和由Dow Corning公司制造的Silicone HS III。
第一实施例
图1A和1B示出了根据第一实施例的一种电活性聚合物致动器10的截面图。致动器10包括一种柔性上环电极15，这种柔性上环电极15在一种弹性电介质透明弹性不导电材料20的顶部表面上，以下将这种材料称为聚合物材料20。可将这种聚合物材料预应变。电活性聚合物致动器10还包括在透明聚合物材料20的底部表面上的一种柔性下环电极25。可用多种方式将这些柔性电极15、25涂覆到聚合物材料20，这些方式包括但并不仅限于用柔性导电材料或利用石墨粉涂抹或涂覆聚合物材料20的上表面和下表面。当然，在本说明书并未明确说明的本领域中公知的其它技术也可用于将这些电极15、25涂到聚合物材料20。在本实施例中，将上环电极15和下环电极25定位以分别将聚合物材料20的上表面和下表面的大部分覆盖，并基本上在聚合物材料20的中心留下暴露的圆形部分30(见图1C和1D)。
如图1A所示，电活性聚合物致动器10具有一种施加电压的单元(DC电源)40，这种施加电压的单元用于在上环电极15与下环电极25之间加上电压，以引起聚合物材料20中的静态位移或移动。在其它实施例中，这种电压源可以是一种AC信号源，以获得聚合物材料20中的静态位移或移动模式。
在本实施例中，上环电极15连接到DC电源40的正极，且下环电极25连接到DC电源40的负极。在其它实施例中，这种电源可以是一种AC电源。在本实施例中，电活性聚合物致动器10还包括一种外圆形框架22，这种外圆形框架22刚性附接到这两个电极15、25并基本上在聚合物材料20的端部附接到聚合物材料20。
参看图1B，在具有上述结构的电活性聚合物致动器10中，在打开开关42时，聚合物材料20中的变形使聚合物材料20的以y方向的维度压缩或变小，如图1B中的压缩箭头27所示。应认识到，由于聚合物材料20的外径由外圆形框架22保持恒定，所以迫使聚合物材料20以下环电极15和上环电极25的内径的方向扩张，如用31标记的两个扩张箭头所示。换言之，这种聚合物材料的扩张以暴露的圆形部分30的方向出现，这种方向垂直于聚合物材料20的厚度。用另一种说法来讲，可将聚合物材料20的扩张方向视为垂直于聚合物材料20的截面。
在示于图1中的具有上述结构的电活性聚合物致动器10的一种示范性应用中，本发明人已认识到电活性聚合物致动器10适于用作一种照像机孔径或光阑。在这种用途中，聚合物材料20完全透明，且柔性环电极15和25不透明。如图1C中的透视图所示，这两个柔性不透明环电极15和15的内径基本上在中心区30形成一种照像机光阑的孔径。无论何时在上环电极15与下环电极25之间施加或增加电压，就会由于将聚合物材料20压缩而将该孔径减小(即被控制)，从而执行与照像机孔径关联的功能。
在另一种相关的示范性应用中，聚合物20可不透明并且还可包括基本上在中心区30内的一种孔。为了这种用途，孔30形成一种照像机光阑的孔径。无论何时在上环电极15与下环电极25之间施加或增加电压，就会将该孔径30(即孔直径)减小(即控制)，从而执行与照像机孔径或光阑关联的功能。
第二实施例
如图2A所示，图中示出了一种膜致动器200的透视图。在其总体构造中，膜致动器200具有一种结构，这种结构包括弹性不导电材料130、顶部圆形坚硬不导电环110和底部圆形坚硬不导电环112，以下将这种材料称为电介质聚合物材料，顶部环110和底部环112保持电介质聚合物材料130预拉伸并优选用坚硬塑料构成。
如图2B所示，电介质聚合物材料130包括两个导电层124、126，这两个导电层124、126包括导电材料(如石墨)并且可如前面参考第一实施例所描述的那样涂抹或涂覆到电介质聚合物材料130的顶部表面和底部表面。不过，与第一实施例相反，本实施例中的这些电极124、126并不形成环状，而是上电极124和下电极126涂覆电介质聚合物材料130的整个表面。
在将电压加到上电极124和下电极126的两个侧面时，电介质聚合物材料130以经由一种附接的弹簧或负荷(m)133的位移使聚合物材料130具有凸面形状的方式扩张，如图2C所示。
在电介质聚合物材料130的选择中所考虑的主要参数包括介电常数、扬氏模量和预应变之后的介电强度。在某些实施例中，聚合物材料130的另外的层可用于形成一类叠层，以保护电介质聚合物材料130不会由于小的刮擦或尖角而变形，这些小的刮擦或尖角可出现在顶部环110和底部环112上。
第三实施例
如图3所示，第三实施例的膜致动器300的结构在大多数方面类似于示于图2A和2B中的第二实施例的膜致动器。例如，膜致动器300包括顶部环110和底部环112，顶部环110和底部环112用于保持电介质聚合物材料130预拉伸并优选用坚硬塑料构成。图3中的膜致动器300在一个重要方面不同于前面所描述的膜致动器200。明确来讲，本实施例中的膜致动器300还包括一种坚硬不导电内环90，这种内环90在膜致动器300的中心形成一种孔92。内环90便于不同的质量(负荷)或弹簧附接到膜致动器300，以在加上一种电场时确保变形以所希望的方向出现。应理解，内环90还便于膜致动器300的测试。
在具有上述结构的膜致动器300中，在打开开关时，电介质聚合物材料130中的变形使维度以轴向方向(+/-)扩张，以使聚合物材料130形成一种凸面形状。
图4是示出了在一种线性标度(仪表)上用于所加电场的测量的位移(m)对质量(kg)的曲线图的视图，这种测量用于一种特殊测试结构，在这种结构中，将不同质量或负荷(kg)附接到示于图3的膜致动器300的内环90。如图所示，该曲线图展示出较大位移时的一种非线性和饱和性。应理解，希望在线性区运行这种膜致动器300。因此，希望使用增加线性工作区的聚合物材料。当然，本领域中熟练的技术人员会认识到，较大的环、更高的电场和另外的电极层的使用能够增强性能。
图5示出了一种叠层聚合物堆400的非限制性示例，这种叠层聚合物堆400包括布置成使交替层连接到普通电极(+/-)的另外的电极层。例如，将电极层402、404和406连接到一种普通的正(+)电极，并将电极层408和410连接到一种普通的负(-)电极。图中示出的多个聚合物材料层412夹在各自的电极层之间。这种叠层聚合物堆优于单电极层，因为这种叠层聚合物堆更适合于要求较高位移力的用途。
图6A、6B和6C是示出了可如何将几个膜致动器组合以在施加电压时增加绝对运动和/或力的截面图。在这些图的每一个中，所示出的各自的膜致动器包括一种内环90，如示于图3中的内环90。而且，在这些图的每一个中构思出四个位置移动(即无激励、将电压加到第一膜致动器、将电压加到第二膜致动器和将电压加到第一膜致动器和第二膜致动器)。
首先参看图6A，图中示出了两个膜致动器500、552，这两个膜致动器500、552与一种坚硬不导电圆柱体连接，这种圆柱体耦合这种致动器的各自的内环504、554的外周缘表面。图5A示出了在施加电压之前的已耦合的膜致动器500、552的状态。将电压加到膜致动器500、552中的一个或两个确定移动的程度和方向。例如，在将电压加到膜致动器500时，这种电压激励引起上膜致动器504以正y方向移动。这种移动受到一种类似于弹簧的作用的帮助。与此相对应，在将电压加到下膜致动器552时，已耦合的这些膜致动器以负y方向移动。移动程度由所加的电压电位所确定。
参看图6B，图中示出了两个膜致动器600、662，这两个膜致动器600、662由一种中空圆柱体602连接。图5中的构造适用于多种用途。这些用途中的一种是一种镜头定位系统，在这种系统中，以示于图5B中的方式将致动器600、662结合。此外，将一种小的镜头(未示出)置于最上面的膜致动器600的内环608的顶部上，并将另一种小的镜头(未示出)置于下膜致动器662的内环610的顶部上。在操作时，在该底部由一种镜反射的光点通过下膜致动器662的中部并通过中空圆柱体602。然后，这种光由这两个镜头折射，根据所加的电场，这种光产生一种可调光点。
参看图6C，图中示出了两个膜致动器700、762，这两个膜致动器700、762由一种中空圆柱体702连接。精明的读者会认识到，图6C中的这两个膜致动器700、762是示于图6B中的膜致动器的变体。在本实施例的这种构造中，将这两个膜致动器700、762以相同的方向对准。
当然，在其它实施例中，应注意，对耦合数量或耦合多个膜致动器的方式并无限制。
图7A至7D示出了一种致动器如何在加上电场时以单方向变形。正如本领域中知识丰富的人们所熟知的那样，在加上电场期间，自由边界电介质聚合物以两个相等的平面方向变形。不过，在一种典型的应用中，希望实际致动器产生以单方向的某种变形。图7A至7D示出了如何将具有某些维度的原始聚合物材料10预拉伸(如图7A所示)以提高性能，并且固定到一种隆起框架(如图7B和7C所示)，这件使聚合物材料10变得更薄，从而导致活性变形以相反的平面方向出现(如图7D所示)。然后可将以设计方向的移动用来执行用于特定任务的机械功。
图8是包括多节段80的导电层90(即示于不同视图中的上环电极15和下环电极25)的视图。每个节段可有利地源自独立信号，这种独立信号可以是一种DC信号或AC信号。图8还示出了一种弹性透明电介质膜82以及用于支撑导电层90的备选内刚性框架84和外刚性框架86。
本发明还构思出透明光学致动器的使用，用透明上电极和下电极覆盖这些透明光学致动器以经由DC信号或AC信号积极地产生一种透明聚合物的变形。
本发明还构思出一种反馈回路的使用，以通过改变这些电极上的电压(或电荷)控制致动器的变形和位移。
虽然参考特定实施例对本发明进行了描述，但将会理解，将会有多种变化形式，而并不背离所附的权利要求书所提出的本发明的精神和范围。本发明的范围由所附的权利要求书说明，且在等同的描述的意义和范围内的所有变化旨在包括在本发明的范围之内。因此，应认为说明书和附图是例证性的且并不旨在限制所附的权利要求书的范围。
在对所附的权利要求书进行解释时，应理解：
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g)除非另有明确说明，所公开的任何器件或这些器件的任何部分可结合在一起或分成其它的部分；以及
h)除非另有明确说明，并不旨在要求行为的特定顺序。
Claims (30)
1.一种用于将电能变换成机械能的电活性聚合物致动器(10)，所示致动器包括：
至少两个柔性电极(15、25)；
透明弹性不导电材料(20)，所述透明弹性不导电材料(20)具有基本上恒定的厚度，将所述弹性不导电材料(20)布置成使所述弹性不导电材料(20)在垂直于所述厚度的第一方向压缩，以响应于加到所述弹性不导电材料(20)的电场；以及
框架(22)，所述框架(22)耦合到所述至少两个电极(15、25)和所述弹性不导电材料(20)，所述框架(22)基本上阻止了在与所述第一方向相对的第二方向的扩张，以响应于加到所述弹性不导电材料(20)的电场。
2.如权利要求1所述的聚合物致动器(10)，其特征在于：所述弹性不导电材料(20)是聚合物。
3.如权利要求1所述的聚合物致动器(10)，其特征在于：所述至少两个柔性电极(15、25)分别包括多个节段。
4.如权利要求1所述的聚合物致动器(10)，其特征在于：所述框架(22)与所述至少两个电极(15、25)的边缘以及所述弹性不导电材料(20)耦合。
5.如权利要求1所述的聚合物致动器(10)，其特征在于：还包括在所述至少两个柔性电极(15、25)之间施加电压的施加电压装置(40)，以引起以所述弹性不导电材料(20)的所述第一方向的所述压缩。
6.如权利要求3所述的聚合物致动器(10)，其特征在于：所述施加电压装置(40)是直流(DC)电压源和交流(AC)电压源中的一种。
7.如权利要求3所述的聚合物致动器(10)，其特征在于：所述框架(22)是圆形框架。
8.一种制造电活性聚合物致动器(10)的方法，所述方法包括：
在透明弹性不导电材料(20)的不包括第一中心区(30)的上表面上以环状模式形成不透明柔性电极(15)；以及
在所述透明弹性不导电材料(20)的不包括第二中心区的下表面上以环状模式形成不透明柔性电极(25)，所述第二中心区与所述第一中心区(30)同心布置。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：还包括将所述弹性不导电材料(20)预应变，以形成预应变弹性不导电材料。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：在所述透明弹性不导电材料(20)的上表面和下表面上形成所述不透明柔性电极(15、25)包括用柔性导电材料在所述弹性不导电材料(20)的上表面和下表面上对所述不透明柔性电极(15、25)的涂抹、涂覆或喷涂中的一种。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述弹性不导电材料(20)是聚合物。
12.一种照像机光阑的孔径结构(10、300)，所述孔径结构(10、300)包括：
至少两个柔性不透明电极(15、25)，所述至少两个柔性不透明电极(15、25)分别在透明弹性不导电材料(20、130)的上表面和下表面上形成；
所述透明弹性不导电材料(20、130)具有基本上恒定的厚度，将所述弹性不导电材料(20、130)布置成使所述透明弹性不导电材料(20、130)在垂直于所述弹性不导电材料(20、130)厚度的第一方向压缩，以响应于所加的电场；以及
框架(22、110、112)，所述框架(22、110、112)耦合到所述至少两个电极(15、25)和所述弹性不导电材料(20、130)，所述框架(22、110、112)基本上阻止了在与所述第一方向相对的第二方向的扩张，以响应于加到所述透明弹性不导电材料(20、130)的电场。
13.如权利要求12所述的孔径结构(10、300)，其特征在于：所述透明弹性不导电材料(20、130)是聚合物。
14.如权利要求12所述的孔径结构(10、300)，其特征在于：所述框架(22、110、112)与所述至少两个电极(15、25)的边缘以及所述透明弹性不导电材料(20、130)耦合。
15.如权利要求12所述的孔径结构(10、300)，其特征在于：所述电活性聚合物致动器由电压源启动。
16.如权利要求12所述的孔径结构(10、300)，其特征在于：所述电压源是直流(DC)电压源和交流(AC)电压源中的一种。
17.如权利要求12所述的孔径结构(10、300)，其特征在于：所述框架呈圆形。
18.一种照像机光阑的孔径结构(10、300)，所述孔径结构(10、300)包括：
至少两个柔性电极(15、25)，所述至少两个柔性电极(15、25)分别在透明弹性不导电材料(20、130)的上表面和下表面上形成；
所述透明弹性不导电材料(20、130)具有基本上恒定的厚度和形成孔径的中空中心区(30、90)，将所述透明弹性不导电材料(20、130)布置成使所述透明弹性不导电材料(20、130)在垂直于所述厚度的第一方向压缩，以响应于所加的电场，从而改变所述孔径的直径；以及
框架(22、110、112)，所述框架(22、110、112)耦合到所述至少两个电极(15、25)和所述透明弹性不导电材料(20、130)，所述框架基本上阻止了在与所述第一方向相对的第二方向的扩张，以响应于所述电场。
19.如权利要求18所述的孔径结构(10、300)，其特征在于：所述框架与所述至少两个电极的边缘以及所述弹性不导电材料耦合。
20.如权利要求18所述的孔径结构(10、300)，其特征在于：所述电活性聚合物致动器由电压源(40)启动。
21.如权利要求20所述的孔径结构(10、300)，其特征在于：所述电压源(40)是直流(DC)电压源和交流(AC)电压源中的一种。
22.如权利要求18所述的孔径结构(10、300)，其特征在于：所述框架(22、110、112)呈圆形。
23.一种用于将电能变换成机械能的机械系统(500、600、700)，所述机械系统(500、600、700)包括：
至少两个致动器(504、554)，其中，每个致动器还包括：
至少两个柔性电极；
弹性不导电材料，所述透明弹性不导电材料具有基本上恒定的厚度和在垂直于所述厚度的第一方向定位于所述弹性不导电材料的中心的孔，将所述弹性不导电材料布置成使所述弹性不导电材料(20)在垂直于所述厚度的第一方向压缩，以响应于加到所述弹性不导电材料的电场；
圆形外框架，所述圆形外框架耦合到所述至少两个电极的外边缘和所述弹性不导电材料，所述圆形外框架基本上阻止了在与所述第一方向相对的第二方向的扩张，以响应于加到所述弹性不导电材料的电场，所述第一方向垂直于所述厚度，
内框架，所述内框架固定附接到所述孔的圆周，所述圆形内框架耦合到所述至少两个电极的内边缘和所述弹性不导电材料，
其中，所述至少两个致动器的第一致动器通过管状构件耦合到所述至少两个致动器的第二致动器。
24.如权利要求23所述的机械系统(500、600、700)，其特征在于：所述内框架呈圆形。
25.如权利要求23所述的机械系统(500、600、700)，其特征在于：通过所述各自的至少两个致动器中的每一个的内框架的连结形成所述管状构件。
26.如权利要求23所述的机械系统，其特征在于：所述管状构件是中空圆柱形管。
27.如权利要求23所述的机械系统，其特征在于：通过将电压加到(a)所述第一致动器，或加到(b)所述第二致动器，或加到所述第一致动器和所述第二致动器来启动所述已耦合的致动器。
28.如权利要求23所述的机械系统，其特征在于：将质量和弹簧中的一种附接到所述内框架中的一个，以确保所述聚合物以所希望的方向的变形。
29.一种镜头定位系统，所述镜头定位系统包括：
两个已耦合电活性聚合物致动器(500、552、600、662、700、772)，所述至少两个致动器还包括：
至少两个柔性电极(15、25)；
弹性不导电材料(20、130)，所述弹性不导电材料(20、130)具有基本上恒定的厚度和在垂直于所述弹性不导电材料(20、130)的厚度的第一方向定位于所述弹性不导电材料(20、130)的中心的中空区，将所述弹性不导电材料(20、130)布置成使所述弹性不导电材料(20、130)在垂直于所述弹性不导电材料(20、130)的厚度的第一方向压缩，以响应于所加的电场；
外框架(22、110、112)，所述外框架(22、110、112)耦合到所述至少两个电极(15、25)的外边缘和所述弹性不导电材料(20、130)，所述外框架(22、110、112)基本上阻止了在与所述第一方向相对的第二方向的扩张，以响应于所述电场，
内框架(92)，所述内框架(92)固定附接到所述中空区(90)的圆周，所述内框架(90)耦合到所述至少两个电极(15、25)的内边缘和所述弹性不导电材料(20、130)，
中空圆柱形管(602、702、504、554)，所述中空圆柱形管(602、702、504、554)用于在第一界面将所述第一致动器的所述内框架(90)耦合到所述第二致动器的所述内框架，
镜头，所述镜头在第二界面附接到所述至少两个柔性电极中的一个的内框架。
30.如权利要求29所述的镜头定位系统，其特征在于：所述弹性不导电材料是聚合物。
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