[发明专利]基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台

权利要求书

1.一种基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台，其特征在于，包括静平台(1)、介电弹性体作动器、动平台(7)、末端执行器接口(8)、运动控制系统(9)、自传感系统(10)以及人机交互系统(11)；

所述介电弹性体作动器一端连接所述动平台(7)，所述介电弹性体作动器另一端连接所述静平台(1)，且所述介电弹性体作动器通电产生伸缩运动；

所述介电弹性体作动器设置有多个，通过协同控制多个所述介电弹性体作动器的运动实现多个方向的平动自由度运动；

所述动平台(7)用于对外输出力和位移，所述动平台(7)上设置所述末端执行器接口(8)，所述末端执行器接口(8)用于连接末端执行器；

所述介电弹性体作动器上集成设置有自传感器，所述介电弹性体作动器通过所述自传感器输出自传感信号，所述自传感信号通过自传感系统(10)实现采集与处理获得所述介电弹性体作动器的输出位移与输出力；

所述介电弹性体作动器通过所述自传感信号实现运动与输出力的闭环控制，且所述介电弹性体作动器通过运动控制系统(9)实现运动规划与控制；

所述基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台上集成设置人机交互系统(11)用于实现人机实时交互。

2.根据权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台，其特征在于，所述介电弹性体作动器采用高功率密度介电弹性体作动器。

3.根据权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台，其特征在于，所述介电弹性体作动器包括介电弹性体作动器一(2)、介电弹性体作动器二(3)、介电弹性体作动器三(4)、介电弹性体作动器四(5)以及介电弹性体作动器五(6)；

所述介电弹性体作动器二(3)与所述介电弹性体作动器四(5)采用拮抗方式布置，用于产生所述介电弹性体作动器二(3)与所述介电弹性体作动器四(5)的X方向驱动；

所述介电弹性体作动器一(2)与所述介电弹性体作动器三(4)采用拮抗方式布置，用于产生所述介电弹性体作动器一(2)与所述介电弹性体作动器三(4)的Y方向驱动；

所述介电弹性体作动器五(6)用于产生在Z方向的驱动；

通过协同控制所述介电弹性体作动器一(2)、所述介电弹性体作动器二(3)、所述介电弹性体作动器三(4)、所述介电弹性体作动器四(5)以及所述介电弹性体作动器五(6)的运动实现X、Y、Z三个方向的所述平动自由度运动。

4.根据权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台，其特征在于，所述平动自由度的工作空间不小于2mm。

5.根据权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台，其特征在于，所述平动自由度的运动精度高于10nm。

6.根据权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台，其特征在于，所述运动平台的响应时间小于10ms。

7.根据权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台，其特征在于，所述运动平台的工作带宽大于或等于200Hz。

8.根据权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台，其特征在于，所述介电弹性体作动器的功率密度大于200W/kg，且所述介电弹性体作动器的固有频率大于500Hz；

所述介电弹性体作动器的输出位移大于4mm，且所述介电弹性体作动器的输出力大于2N。

9.根据权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台，其特征在于，所述运动平台上设置所述运动控制系统(9)与所述人机交互系统(11)。

10.根据权利要求1所述的基于介电弹性体驱动的纳米级高精度运动平台，其特征在于，所述运动平台上还设置所述自传感系统(10)；

所述自传感系统(10)的测量精度大于或等于2nm，且所述自传感系统(10)的测量频率大于或等于10kHz，所述运动平台通过所述自传感系统(10)实现运动位置和输出力测量。