[发明专利]一种光控挠电混合驱动装置

说明书

本发明公开了一种光控挠电混合驱动装置，涉及智能控制领域，包括：光电转换单元、挠电作动单元；在光信号的作用下，光电转换单元产生光生伏特效应，得到自由电荷，自由电荷传输至挠电作动单元，挠电作动单元产生非均匀电场，并引起电‑力耦合效应，进而产生控制力作用于被控制结构，以对被控制结构进行驱动和控制，通过利用光‑电‑力能量转换机制实现了非接触式挠电驱动，无需高压及强磁发生设备。

技术领域

本发明涉及智能控制领域，特别是涉及一种光控挠电混合驱动装置。

背景技术

近年来，智能结构正朝着小型化和功能化的方向发展，对材料的性能要求越来越高。常用的压电材料需经历较为苛刻的高温高压预极化过程，存在退极化及老化的问题，一定程度上限制了材料的使用寿命。与压电材料相比，挠电材料不需要预极化、不受材料对称性和居里温度的限制，具有极大的应用前景。挠电驱动是通过施加电信号，基于逆挠电效应产生控制力和控制力矩，可对结构进行精确驱动控制。然而，这种驱动方式需要外接一个电激励信号源，无法进行非接触式驱动。

发明内容

本发明的目的是提供一种光控挠电混合驱动装置，可利用光生伏特效应实现非接触式挠电驱动。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种光控挠电混合驱动装置，与被控制结构连接，所述光控挠电混合驱动装置包括：

光电转换单元，用于在光信号作用下产生光生伏特效应，得到自由电荷；

挠电作动单元，分别与所述光电转换单元的两端连接，且与被控制结构相连，用于分别接收所述光电转换单元两端传输的自由电荷，并在两组自由电荷的作用下，产生控制力并作用于所述被控制结构，以对被控制结构进行驱动和控制。

可选地，所述光电转换单元包括：

正电极模块，为所述光电转换单元的一端；

负电极模块，为所述光电转换单元的另一端；

光电转换模块，设置有所述正电极模块、负电极模块，用于在所述光信号作用下产生光生伏特效应，得到自由电荷，在所述正电极模块上聚集正电荷，在所述负电极模块上聚集负电荷。

可选地，所述挠电作动单元包括：

正电极层，与所述正电极模块连接，用于接收正电荷；

负电极层，与所述负电极模块连接，用于接收负电荷；

挠电层，为具有挠电特性的工程材料，设置在所述正电极层及负电极层之间；

所述被控制结构设置所述正电极层上或所述负电极层上；在所述正电极层上的正电荷与负电极层上的负电荷的作用下，所述挠电作动单元产生控制力并作用于所述被控制结构。

可选地，所述挠电作动单元还包括：

粘合层，用于将所述挠电作动单元与所述被控制结构粘合在一起。

可选地，所述光信号为日光。

可选地，所述光控挠电混合驱动装置还包括：

光信号产生单元，用于发射所述光信号至所述光电转换单元。

可选地，所述光电转换模块为锆钛酸铅镧光电陶瓷；所述光信号为紫外光。

可选地，所述挠电作动单元数量为多个，各所述挠电作动单元并联连接在所述光电转换单元的两端，且与被控制结构相连。

此外，为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：