實驗名稱：對稱與非對稱雙穩(wěn)態(tài)驅動調控實驗

研究方向：基于介電彈性體壽命不足、響應滯后等問題，提出兩種解決方法，一是利用雙穩(wěn)態(tài)結構的特殊性，可以使得驅動只需要觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)的轉換，不需要持續(xù)加載，而且響應迅速，在毫秒量級。并對提出方案進行實驗驗證。

實驗目的：目前介電彈性體雙穩(wěn)態(tài)驅動結構主要可分為分離式與耦合式兩種類型。雖然針對耦合式雙穩(wěn)態(tài)驅動結構已開展了一些實驗測試與應用場景的探索性研究，但針對其設計方法、性能表征與調控策略等關鍵技術問題研究較少。基于此，本實驗研究從系統(tǒng)能量角度出發(fā)，開展電活性雙穩(wěn)態(tài)驅動結構的設計方法、性能影響因素以及驅動模式轉換等內容的研究，從而為開發(fā)具有高性能、長壽命特點的介電彈性體驅動器設計與應用提供理論指導與實踐經驗。

測試設備：VHB4910/VHB4905型丙烯酸膠帶、MGChemicals846導電碳膏、函數(shù)信號發(fā)生器和高壓放大器。

實驗過程：

為了驗證上述設計理論和調節(jié)方法的可行性和正確性，我們對于對稱形雙穩(wěn)態(tài)進行了兩個實驗，這里從圖3-5所示的三種區(qū)域中分別選擇三種設計參數(shù)組合進行雙穩(wěn)態(tài)結構的制作(不涂柔性電極)，結果如圖3-14所示，其結果表明，只有當設計參數(shù)L*和K*與圖3-3中類型區(qū)域匹配時，該結構才能保持有效的雙穩(wěn)態(tài)構型。

接著研究了對稱形雙穩(wěn)態(tài)驅動器的驅動策略，由于手工制作雙穩(wěn)態(tài)驅動器，無法做到左右兩邊完全彎曲對稱，因此我們選擇兩側初始穩(wěn)定角度差距在2°以內的驅動器作為對稱形雙穩(wěn)態(tài)驅動器來進行實驗測試。

最后對雙穩(wěn)態(tài)結構施加6KV的脈沖電壓，不斷調整脈沖電壓的占空比系數(shù)，觀察雙穩(wěn)態(tài)結構的驅動變化，發(fā)現(xiàn)當占空比達到1%時候，該驅動器可以實現(xiàn)兩個雙穩(wěn)態(tài)之間的相互轉跳，使用高速相機記錄過程，并且繪制出電壓與驅動器變化角度的關系，如圖3-16所示。

實驗接線圖

實驗結果：觀察圖3-16(a)可得，當施加周期為2s占空比為百分之1的脈沖電壓時，雙穩(wěn)態(tài)結構會跟隨脈沖電壓的周期做雙穩(wěn)態(tài)快速跳轉變形，從圖3-16(c)及3-16(d)可以看出，結構從正角度跳轉到負角度的時間在0.07秒左右，也就是100毫秒之內就可以完成變形，且不需要外界電壓加載維持，可以很有效的解決介電彈性體驅動中存在響應后以及需要持續(xù)加載容易導致電擊穿的問題。

圖：ATA-7100高壓放大器指標參數(shù)

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審核編輯 黃宇