實驗名稱：對稱與非對稱雙穩(wěn)態(tài)驅(qū)動調(diào)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(jié)構(gòu)的特殊性，可以使得驅(qū)動只需要觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)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(qū)動結(jié)構(gòu)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(qū)動結(jié)構(gòu)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(diào)控策略等關鍵技術問題研究較少?；诖?，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(qū)動結(jié)構(gòu)的設計方法、性能影響因素以及驅(qū)動模式轉(zhuǎn)換等內(nèi)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(qū)動器設計與應用提供理論指導與實踐經(jīng)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(diào)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(jié)構(gòu)的制作(不涂柔性電極)，結(jié)果如圖3-14所示，其結(jié)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(jié)構(gòu)才能保持有效的雙穩(wěn)態(tài)構(gòu)型。

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

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

　　實驗接線圖

　　實驗結(jié)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(jié)構(gòu)會跟隨脈沖電壓的周期做雙穩(wěn)態(tài)快速跳轉(zhuǎn)變形，從圖3-16(c)及3-16(d)可以看出，結(jié)構(gòu)從正角度跳轉(zhuǎn)到負角度的時間在0.07秒左右，也就是100毫秒之內(nèi)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(qū)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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