УПРАВЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТЬЮ ДЛЯ ЭЛЕКТРОАКТИВНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

1. Исполнительное устройство, имеющее настраиваемый профиль жесткости, содержащее:
исполнительный элемент (12), содержащий:
электроактивный материал (16), выполненный с возможностью деформироваться в ответ на приложение электрического стимула; и
светопоглощающие наполнительные элементы (20) в электроактивном материале, выполненные с возможностью поглощать энергию падающего света и преобразовывать ее в тепловую энергию;
управляемый источник (24) света, оптически связанный с исполнительным элементом и выполненный с возможностью обеспечивать световой выход (26) для исполнительного элемента, причем световой выход является управляемым в диапазоне разных уровней интенсивности и/или спектральных составов для управляемой настройки профиля жесткости исполнительного элемента; и
контроллер (30), выполненный с возможностью управлять уровнем интенсивности и/или спектральным профилем светового выхода для избирательной реализации в исполнительном элементе любого профиля жесткости из диапазона, состоящего по меньшей мере из трех разных профилей жесткости.
2. Исполнительное устройство по п. 1, в котором контроллер (30) выполнен с возможностью управлять уровнем интенсивности и/или спектральным профилем светового выхода (26) для реализации в по меньшей мере части исполнительного элемента (12) любого уровня жесткости из непрерывного спектра уровней жесткости.
3. Исполнительное устройство по п. 1 или 2, в котором контроллер (30) выполнен с возможностью избирательно управлять профилем жесткости, реализуемым в исполнительном элементе (12), на основе предопределенного плана управления и/или на основе одного или более входных параметров управления.
4. Исполнительное устройство по любому предшествующему пункту, в котором светопоглощающие элементы (20) неоднородно распределены в электроактивном материале (16) для обеспечения возможности реализации пространственно неоднородных профилей жесткости в исполнительном элементе (12).
5. Исполнительное устройство по п. 4, в котором светопоглощающие наполнительные элементы (20) распределены в множестве пространственно дискретных концентраций (36) наполнительных элементов.
6. Исполнительное устройство по любому предшествующему пункту, в котором исполнительный элемент (12) содержит множество разных локально сконцентрированных групп светопоглощающих наполнительных элементов, причем каждая группа выполнена с возможностью поглощать свет отличного диапазона длин волн, и
причем контроллер выполнен с возможностью управлять спектральным составом светового выхода (26) согласно определенному плану управления для реализации конкретного профиля жесткости исполнительного элемента (12).
7. Исполнительное устройство по п. 6, в котором контроллер (30) выполнен с возможностью избирательно управлять локальной жесткостью исполнительного элемента (12) в одной или более областях исполнительного элемента посредством избирательного включения или исключения длин волн света, к которым чувствительны наполнительные элементы (20), включенные в упомянутые одну или более областей.
8. Исполнительное устройство по п. 6 или 7, содержащее пакетированную систему множественных разных планарных концентраций (110, 112, 114) наполнительных элементов, пакетированных вдоль оси, продолжающейся параллельно оптической оси светового выхода (26), и при этом каждая планарная концентрация выполнена с возможностью поглощать отличающуюся часть спектрального состава светового выхода.
9. Исполнительное устройство по любому предшествующему пункту, в котором управляемый источник (24) света и исполнительный элемент (12) оптически связаны посредством удлиненного световода (52, 54), и, необязательно, при этом упомянутый удлиненный световод является оптическим волокном.
10. Исполнительное устройство по любому предшествующему пункту, в котором светопоглощающие наполнительные элементы (20) содержат наполнительные элементы, образованные по меньшей мере из одного из:
черного пигмента;
переходного металла;
соответствующего конкретным длинам волн красителя;
люминофора; и
флуорофора.
11. Исполнительное устройство по любому предшествующему пункту, в котором светопоглощающие наполнительные элементы (20) содержат материал, имеющий такой температурно-зависимый коэффициент оптического пропускания, что коэффициент оптического пропускания перестает изменяться при конкретной температуре, и, необязательно, при этом коэффициент оптического пропускания перестает изменяться для температур выше температуры стеклования электроактивного материала (16).
12. Удлиненный зонд (42), имеющий управляемую секцию, причем удлиненный зонд содержит одно или более исполнительных устройств по любому предшествующему пункту для обеспечения управления упомянутой управляемой секцией.
13. Удлиненный зонд (42) по п. 12, содержащий пару противоположных исполнительных элементов (46, 48) для управления управляемой секцией, причем жесткость упомянутых двух исполнительных элементов взаимно-обратно управляется таким образом, чтобы после управления в любом данном направлении, механически активный один из упомянутых двух исполнительных элементов управлялся таким образом, чтобы он имел высокую жесткость для обеспечения большого активного усилия срабатывания, и механически пассивный один из упомянутых двух исполнительных элементов управлялся таким образом, чтобы он имел низкую жесткость для обеспечения минимального сопротивления усилию срабатывания.
14. Удлиненный зонд (42) по п. 12 или 13, содержащий выделенный световод (52, 54) для каждого исполнительного элемента (46, 48) для обеспечения отдельно управляемого светового выхода для каждого исполнительного элемента.
15. Способ избирательного управления профилем жесткости исполнительного элемента (12), причем исполнительный элемент содержит:
электроактивный материал (16), выполненный с возможностью деформироваться в ответ на приложение электрического стимула, и
светопоглощающие наполнительные элементы (20) в электроактивном материале, выполненные с возможностью поглощать энергию падающего света и преобразовывать ее в тепловую энергию,
причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:
направляют световой выход (26) на исполнительный элемент, причем световой выход имеет управляемый уровень интенсивности и/или спектральный состав; и
управляют уровнем интенсивности и/или спектральным профилем светового выхода для избирательной реализации в исполнительном элементе (12) любого профиля жесткости из диапазона, состоящего по меньшей мере из трех разных профилей жесткости.