CN104613877A - 测试ipmc线性驱动单元位移输出的装置与测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种测试IPMC线性驱动单元位移输出的装置与测试方法。水平方形底板的两端各固定一个支撑座，两个光滑的滑轨贯穿两个支撑座的两端，倒T型片的水平段置于两个滑轨底侧，倒T型片的垂直段位于两个滑轨之间，待测IPMC线性驱动单元片的一端与一个支撑座的内侧连接、另一端与倒T型片连接，与IPMC线性驱动单元片连接支撑座上安装L型的支架，第一激光位移传感器固定在L型的支架，另一个支撑座上安装第二激光位移传感器。本发明针对于IPMC线性驱动单元的位移进行测试，能够实现IPMC线性驱动单元的规则直线运动，满足实验测量要求；本发明的测试原理简单、直观，能够测量出IPMC线性驱动单元的位移值，测量结果可靠。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种位移测量装置与方法，具体来说是一种测试IPMC线性驱动单元位移输出的装置与方法。
背景技术
离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型的智能材料，能够广泛地应用于仿生制造等领域。双片IPMC组成的线性驱动单元结构能够改变IPMC力的输出实现线性运动等应用价值已经获得学术界的普遍认可，对线性驱动单元的位移性能进行测试与研究是进一步应用IPMC线性驱动单元的关键。
目前，由于IPMC线性驱动单元的设计较为创新，并未出现有关IPMC线性驱动单元的位移测试的装置与方法的公开报道，因此，研究一套系统的IPMC线性驱动单元的位移运动测试的实验装备与实验方法，凸显重要价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便，测试准确的测试IPMC线性驱动单元位移输出的装置。本发明的目的还在于提供一种测试IPMC线性驱动单元位移输出的方法。
本发明的测试IPMC线性驱动单元位移输出的装置的组成为：水平方形底板的两端各固定一个支撑座，两个光滑的滑轨贯穿两个支撑座的两端，倒T型片的水平段置于两个滑轨底侧，倒T型片的垂直段位于两个滑轨之间，待测IPMC线性驱动单元片的一端与一个支撑座的内侧连接、另一端与倒T型片连接，与IPMC线性驱动单元片连接支撑座上安装L型的支架，第一激光位移传感器固定在L型的支架，另一个支撑座上安装第二激光位移传感器。
所述的倒T型片由轻质材料制成。
所述支撑座为U型的支撑座。
本发明的测试IPMC线性驱动单元位移输出的方法为：
a、将IPMC线性驱动单元片的两端分别连接于固定有第一激光位移传感器的支撑座与倒T型片，IPMC线性驱动单元片通过支撑座连接测试电路；
b、调整第一、第二激光位移传感器的高度值，使得第二激光位移传感器的激光能放射到倒T型片上，第一激光位移传感器的激光能放射到IPMC线性驱动单元片上；
c、接通电源，通过第一、第二激光位移传感器的采集，分别获得IPMC线性驱动单元的水平位移y1与竖直位移y2；
d、通过后处理，获得IPMC线性驱动单元位移值及其变化关系。
本发明中支撑座上的第二激光位移传感器放射的激光到倒T型片上，而支架上的第一激光位移传感器放射的激光到IPMC线性驱动单元片上。滑轨与底板相对光滑，可不考虑与倒T型片的摩擦。倒T型片采用两个方纸片垂直连接而成，质量较轻，不接触底板。
本发明针对于IPMC线性驱动单元的位移进行测试，能够实现IPMC线性驱动单元的规则直线运动，满足实验测量要求；采用单片处理的IPMC片可以测试其线性驱动单元的位移值，简化的制备工艺，提高了测试效率，降低了因为装配不对称引起的实验误差；实验装置简单、操作方便，测试准确；本发明的测试原理简单、直观，能够测量出IPMC线性驱动单元的位移值，测量结果可靠。
附图说明
图1是本发明的测试IPMC线性驱动单元位移输出的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细的描述。
结合图1，本发明测试IPMC线性驱动单元位移输出的装置主要由支架7、支撑座8、滑轨4、底板2、激光位移传感器5与6、IPMC线性驱动单元片1、T型方纸片3，在方形底板2上，两端侧放置连个U型的支撑座8，采用两个光滑滑轨4连接并贯穿两个支撑座8，固定连接，T型方纸片3倒放于两个滑轨4底侧，单片处理的IPMC线性驱动单元1一端连接于T型方纸片3上，另一端连接于支撑座8的一端，并在其表面安装支架7，端头固定激光位移传感器6，对侧的支撑座8上放置激光位移传感器5。T型方纸片3通过一个方纸片垂直黏贴于另一片方纸片中间位置组成，T型方纸片3质量较轻，不接触底板2，同时，通过两个滑轨4约束于底层的单向直线运动，T型方纸片3的垂直侧的方纸片用于测试IPMC线性驱动单1的水平位移；U型的支撑座8的内部夹持有单片IPMC线性驱动单元片1，用于固定与供电；激光位移传感器6通过拱起的运动测试位移；调节两个激光位移传感器的高度，使得激光位移传感器5放射的激光到T型方纸片3上，而激光位移传感器6放射的激光发射到IPMC线性驱动单元片1上；水平的两个光滑滑轨4用于约束T型方纸片3的水平运动，滑轨4与底板2相对光滑，不考虑T型方纸片3与其的摩擦。
具体工作原理：
实验前，制备IPMC线性驱动单元片1，组装T型方纸片3，通过直流电压对其进行供电，在电流的激励下，IPMC线性驱动单元片1弯曲，带动T型方纸片3的水平运动，通过激光位移传感器5到T型方纸片3上的距离变化及激光位移传感器6到IPMC线性驱动单元片1的距离变化，获得IPMC线性驱动单元的位移。
本发明的测试IPMC线性驱动单元位移输出的方法具体步骤为：
e、连接实验测试电路，制备IPMC线性驱动单元片1，两端分别连接于支撑座8与T型方纸片的两端。
f、安装激光位移传感器5与6，调整其高度值，使得激光位移传感器5的激光能放射到T型方纸片3上，激光位移传感器6的激光能放射到IPMC线性驱动单元片1上。
g、接通电源，通过激光位移传感器的采集，分别获得IPMC线性驱动单元的水平位移y1与竖直位移y2。
h、通过实验后处理，获得IPMC线性驱动单元位移值及其变化关系。
Claims (4)
1.一种测试IPMC线性驱动单元位移输出的装置，其特征是：水平方形底板的两端各固定一个支撑座，两个光滑的滑轨贯穿两个支撑座的两端，倒T型片的水平段置于两个滑轨底侧，倒T型片的垂直段位于两个滑轨之间，待测IPMC线性驱动单元片的一端与一个支撑座的内侧连接、另一端与倒T型片连接，与IPMC线性驱动单元片连接支撑座上安装L型的支架，第一激光位移传感器固定在L型的支架，另一个支撑座上安装第二激光位移传感器。
2.根据权利要求1所述的测试IPMC线性驱动单元位移输出的装置，其特征是：所述的倒T型片由轻质材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的测试IPMC线性驱动单元位移输出的装置，其特征是：所述支撑座为U型的支撑座。
4.一种用权利要求1所述的测试IPMC线性驱动单元位移输出的装置的方法，其特征是：
a、将IPMC线性驱动单元片的两端分别连接于固定有第一激光位移传感器的支撑座与倒T型片，IPMC线性驱动单元片通过支撑座连接测试电路；
b、调整第一、第二激光位移传感器的高度值，使得第二激光位移传感器的激光能放射到倒T型片上，第一激光位移传感器的激光能放射到IPMC线性驱动单元片上；
c、接通电源，通过第一、第二激光位移传感器的采集，分别获得IPMC线性驱动单元的水平位移y1与竖直位移y2；
d、通过后处理，获得IPMC线性驱动单元位移值及其变化关系。
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