[发明专利]柔性体及控制其发生形变的方法

说明书

提供了一种柔性体及控制该柔性体发生形变的方法。柔性体包括一个或多个柔性单元，每个柔性单元包括：第一电极、第二电极、电活性聚合物层，以及薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的源极或漏极与所述第二电极电连接。第一电极和第二电极被配置成提供作用于所述电活性聚合物层的电场，所述电活性聚合物层被配置成响应于所述第一电极和所述第二电极提供的电场而发生形变。该柔性体可应用于机器人、义肢、按摩椅等设备，有利于简化设备的结构，提升设备的灵活度。

技术领域

本发明涉及一种柔性体及控制该柔性体发生形变的方法。

背景技术

近年来，人工智能成为全球范围内的科学技术焦点，基于人工智能技术的各种新型的机器人不断问世并广泛应用于工业生产和日常生活。为了实现行走或发生局部形变的功能，目前的机器人以及其他类似的电动设备通常需要采用人工肌肉，并因此需要马达或液压系统进行控制。然而，马达或液压系统导致整个系统相对比较笨重，限制了灵活度、力量以及整体的工作性能。

发明内容

本发明的实施例提供一种新型的柔性体，该柔性体包括一个或多个柔性单元。每个柔性单元包括：第一电极、第二电极、电活性聚合物层，以及薄膜晶体管，薄膜晶体管的源极或漏极与第二电极电连接，第一电极和第二电极被配置成提供作用于电活性聚合物层的电场，电活性聚合物层被配置成响应于第一电极和第二电极提供的电场而发生形变。

根据本发明的一些实施例，第一电极和所述第二电极位于电活性聚合物层的同侧，或者第一电极和第二电极分别位于电活性聚合物层的两侧。

根据本发明的一些实施例，电活性聚合物层包括离子型电活性聚合物，所述柔性单元还包括与所述电活性聚合物层接触的电解液层。

根据本发明的一些实施例，电活性聚合物层包括N个电活性聚合物子层，所述电解液层包括N-1个电解液子层，所述电解液子层处于相邻的两个电活性聚合物子层之间，N为大于1的正整数。

根据本发明的一些实施例，电活性聚合物层包括M个电活性聚合物子层，电解液层包括M或M+1个电解液子层，所述电解液子层和所述电活性聚合物子层间隔排布，M为正整数。

根据本发明的一些实施例，柔性单元还包括覆盖所述薄膜晶体管的第一绝缘层，所述第二电极形成在所述第一绝缘层远离所述薄膜晶体管的一侧，所述第一绝缘层中设置有过孔，所述薄膜晶体管的源极或漏极通过所述过孔与所述第二电极电连接。

根据本发明的一些实施例，柔性单元包括由多个所述薄膜晶体管构成的薄膜晶体管阵列，由多个所述第二电极构成的第二电极阵列，以及一个或多个所述第一电极。所述薄膜晶体管阵列中的每个薄膜晶体管的源极或漏极与所述第二电极阵列中相应的一个第二电极电连接，所述第二电极阵列中的多个所述第二电极间隔排布，分别对应于所述电活性聚合物层的不同位置。

根据本发明的一些实施例，一个所述第一电极与至少两个所述第二电极共同提供作用于所述电活性聚合物层的电场。

根据本发明的一些实施例，柔性单元还包括数据电压发生器，被配置为与所述薄膜晶体管阵列中的多个薄膜晶体管的源极或漏极电连接，以向所述第二电极提供不同的第一电压。

根据本发明的一些实施例，柔性体包括多个所述柔性单元，多个所述柔性单元在沿着所述电活性聚合物层的延伸方向上排布。

根据本发明的一些实施例，柔性体包括多个所述柔性单元，多个所述柔性单元在垂直于所述电活性聚合物层的延伸方向的方向上层叠排布。

本发明的另外的实施例提供了一种控制如前述实施例中任一项所述的柔性体发生形变的方法，包括：向所述薄膜晶体管的源极或漏极供给第一电压；

向所述第一电极供给第二电压；改变所述第一电压，以调节作用于所述电活性聚合物层的电场，控制所述柔性体发生相应的形变。