ПРИВОДНОЕ И СЕНСОРНОЕ УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОАКТИВНОГО ПОЛИМЕРА

1. Устройство для одновременного приведения в действие и восприятия, включающее в себя:
- привод (22), содержащий:
- материал привода, способный деформироваться при подаче на него управляющего сигнала, причем привод имеет частоту механического резонанса и соответствующую частоту механического антирезонанса;
- узел для подачи первого управляющего сигнала, предназначенного для применения при приведении в действие, к по меньшей мере первой части материала привода;
- электродный узел для подачи второго электрического управляющего сигнала, предназначенного для применения при восприятии, к по меньшей мере второй части материала привода,
- контроллер (30), выполненный с возможностью:
- выдачи первого управляющего сигнала на упомянутый узел;
- выдачи второго электрического управляющего сигнала на упомянутый электродный узел,
причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью:
- выдачи первого управляющего сигнала и второго электрического управляющего сигнала так, что они могут быть поданы к соответствующим частям материала привода одновременно; и
- выдачи второго электрического управляющего сигнала в виде переменного сигнала, имеющего частоту восприятия, которая является гармонической либо с частотой механического резонанса, либо с частотой механического антирезонанса.
2. Устройство по п.1, в котором:
- упомянутый узел представляет собой первый электродный узел;
- упомянутый электродный узел представляет собой второй электродный узел; и
контроллер дополнительно выполнен с возможностью выдачи первого управляющего сигнала в виде первого-второго электрического управляющего сигнала на первый электродный узел.
3. Устройство по п. 1 или 2, в котором первый электродный узел и второй электродный узел выполнены так, что упомянутая по меньшей мере первая часть материала привода и упомянутая по меньшей мере вторая часть материала привода частично или полностью перекрываются.
4. Устройство по п. 2 или 3, в котором первый электродный узел является таким же, что и второй электродный узел.
5. Устройство по п. 3 или 4, в котором контроллер выполнен с возможностью формирования объединенного электрического управляющего сигнала наложением первого электрического управляющего сигнала и второго электрического управляющего сигнала, и при этом контроллер содержит электрический выходной вывод для выдачи объединенного электрического управляющего сигнала на один или более электродных узлов.
6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее сенсорный элемент (52) в электрической связи с первым электродным узлом, причем сенсорный элемент выполнен с возможностью:
- измерения для каждого из одного или более моментов времени одного или более электрических параметров первого электрического управляющего сигнала или объединенного электрического управляющего сигнала, из которого можно определить импеданс привода (22) в каждом из упомянутых одного или более моментов времени, или
- измерения для каждого из одного или более моментов времени одного или более электрических параметров первого электрического управляющего сигнала или объединенного электрического управляющего сигнала и последующего определения импеданса привода (22) для каждого из упомянутых одного или более моментов времени по измеренным одному или более электрическим параметрам.
7. Устройство по п.6, в котором сенсорный элемент дополнительно выполнен с возможностью определения величины механической нагрузки, приложенной к приводу (22), в упомянутые один или более моменты времени по измеренным одному или более электрическим параметрам или по определенному импедансу привода.
8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором контроллер дополнительно выполнен с возможностью:
- выдачи первого электрического управляющего сигнала с первым уровнем; и
- выдачи второго электрического управляющего сигнала с меньшей амплитудой сигнала, чем первый уровень.
9. Устройство по п.8, в котором контроллер дополнительно выполнен с возможностью:
- выдачи первого электрического управляющего сигнала в виде переменного сигнала, имеющего частоту приведения в действие, которая меньше частоты восприятия.
10. Устройство по любому из пп. 1-7, причем устройство содержит множество структур (22) электроактивного материала, каждая из которых имеет различную частоту механического резонанса.
11. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором материал привода содержит электроактивный материал, например, неорганический релаксорный ферроэлектрический материал и/или органический релаксорный ферроэлектрический материал.
12. Способ одновременного приведения в действие и восприятия с использованием привода по п.1, включающий этапы:
- выдачи на упомянутый узел первого управляющего сигнала для приведения в действие привода;
- выдачи на упомянутый электродный узел второго электрического управляющего сигнала для восприятия приводом,
причем первый управляющий сигнал и второй электрический управляющий сигнал выдают так, что они подаются к соответствующим частям материала привода одновременно; и при этом второй электрический управляющий сигнал выдается в виде переменного сигнала, имеющего частоту восприятия, которая является гармонической либо с частотой механического резонанса, либо с частотой механического антирезонанса.
13. Способ по п.12, в котором упомянутый узел представляет собой первый электродный узел, а упомянутый электродный узел представляет собой второй электродный узел, и при этом:
- выдача первого управляющего сигнала содержит его выдачу в виде первого электрического управляющего сигнала на первый электродный узел.
14. Способ по п.13, в котором первый электродный узел является таким же, что и второй электродный узел.
15. Способ по п. 13 или 14, включающий дополнительный этап формирования объединенного электрического управляющего сигнала наложением первого электрического управляющего сигнала и второго электрического управляющего сигнала.
16. Способ по любому из пп. 13-15, включающий дополнительный этап:
- измерения для каждого из одного или более моментов времени одного или более электрических параметров первого электрического управляющего сигнала или объединенного электрического управляющего сигнала, из которого можно определить импеданс привода (22) в каждый из упомянутых одного или более моментов времени, или
- измерения для каждого из одного или более моментов времени одного или более электрических параметров первого электрического управляющего сигнала или объединенного электрического управляющего сигнала и последующего определения импеданса привода (22) для каждого из упомянутых одного или более моментов времени по измеренным одному или более электрическим параметрам.
17. Способ по п.16, включающий этап определения величины механической нагрузки, приложенной к приводу (22), в упомянутые один или более моменты времени по измеренным одному или более электрическим параметрам или по определенному импедансу привода.
18. Способ по п. 10 или 11, в котором:
- первый электрический управляющий сигнал имеет первый уровень; и
- выдача второго электрического управляющего сигнала содержит его выдачу с меньшей амплитудой сигнала, чем первый уровень.
19. Способ по любому из пп. 12-18, дополнительно включающий определение калибровочной резонансной частоты привода (22), содержащее этапы:
- для каждого из двух первых управляющих сигналов постоянного уровня:
- изменение частоты восприятия по диапазону частот;
- измерение соответствующего импеданса привода для каждой частоты по мере изменения частоты; и
- определение калибровочной резонансной частоты при идентификации частоты восприятия, для которой соответствующий измеренный импеданс при двух первых управляющих сигналах постоянного уровня отличается на наибольшую величину.
20. Способ по любому из пп. 12-19, дополнительно включающий определение калибровочной механической нагрузки, прилагаемой к приводу, содержащее этапы:
- для фиксированной частоты измерительного сигнала:
- изменение механической нагрузки, прилагаемой к приводу по диапазону механических нагрузок; и
- измерение соответствующего импеданса привода для каждой механической нагрузки по мере изменения механической нагрузки.