安泰高压放大器在声电活性软驱动力学性能研究中的应用

实验名称：对称与非对称双稳态驱动调控实验

研究方向：基于介电弹性体寿命不足、响应滞后等问题，提出两种解决方法，一是利用双稳态结构的特殊性，可以使得驱动只需要触发双稳态的转换，不需要持续加载，而且响应迅速，在毫秒量级。并对提出方案进行实验验证。

实验目的：目前介电弹性体双稳态驱动结构主要可分为分离式与耦合式两种类型。虽然针对耦合式双稳态驱动结构已开展了一些实验测试与应用场景的探索性研究，但针对其设计方法、性能表征与调控策略等关键技术问题研究较少。基于此，本实验研究从系统能量角度出发，开展电活性双稳态驱动结构的设计方法、性能影响因素以及驱动模式转换等内容的研究，从而为开发具有高性能、长寿命特点的介电弹性体驱动器设计与应用提供理论指导与实践经验。

测试设备：VHB4910/VHB4905型丙烯酸胶带、MGChemicals846导电碳膏、函数信号发生器和高压放大器。

实验过程：

为了验证上述设计理论和调节方法的可行性和正确性，我们对于对称形双稳态进行了两个实验，这里从图3-5所示的三种区域中分别选择三种设计参数组合进行双稳态结构的制作(不涂柔性电极)，结果如图3-14所示，其结果表明，只有当设计参数L*和K*与图3-3中类型区域匹配时，该结构才能保持有效的双稳态构型。

接着研究了对称形双稳态驱动器的驱动策略，由于手工制作双稳态驱动器，无法做到左右两边完全弯曲对称，因此我们选择两侧初始稳定角度差距在2°以内的驱动器作为对称形双稳态驱动器来进行实验测试。

最后对双稳态结构施加6KV的脉冲电压，不断调整脉冲电压的占空比系数，观察双稳态结构的驱动变化，发现当占空比达到1%时候，该驱动器可以实现两个双稳态之间的相互转跳，使用高速相机记录过程，并且绘制出电压与驱动器变化角度的关系，如图3-16所示。

实验接线图

实验结果：观察图3-16(a)可得，当施加周期为2s占空比为百分之1的脉冲电压时，双稳态结构会跟随脉冲电压的周期做双稳态快速跳转变形，从图3-16(c)及3-16(d)可以看出，结构从正角度跳转到负角度的时间在0.07秒左右，也就是100毫秒之内就可以完成变形，且不需要外界电压加载维持，可以很有效的解决介电弹性体驱动中存在响应后以及需要持续加载容易导致电击穿的问题。

图：ATA-7100高压放大器指标参数

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审核编辑 黄宇