[实用新型]用于电化学驱动的驱动测试装置

说明书

本实用新型公开了一种用于电化学驱动的驱动测试装置。该驱动测试装置包括：电化学系统，其包括信号施加装置、工作电极、对电极、参比电极以及电解质，其中，所述工作电极为待测人工肌肉纤维；测试系统，其包括载荷和数据采集装置，所述载荷设置在电解质外部，且所述载荷与所述工作电极连接，并能够在所述工作电极的驱使下运动，所述数据采集装置用于将所述载荷的位移变化信息以电压信号的形式输出并存储。本实用新型提供的驱动测试装置通过非接触位移传感器监测载荷的位移变化信息，进而实现对工作电极驱动信号的采集，且载荷外置，不存在被电解质液腐蚀的危险，使得该驱动测试装置更加安全。

技术领域

本实用新型涉及一种电化学驱动测试装置，特别涉及一种用于电化学驱动的驱动测试装置，属于电化学性能测试技术领域。

背景技术

人工肌肉纤维(Artificial Muscle Fiber)是近些年来发展的一类新型智能驱动材料，它可在外界刺激下产生可逆的伸缩、转动、弯曲等形式的运动，在日常生活、医疗、军事等方面都有重要的应用前景。人工肌肉的驱动方式可分为电热驱动、溶剂/气体的吸附与脱附驱动以及电化学驱动这三大类。电热驱动是由于电流产生的焦耳热使得肌肉纤维的体积发生膨胀，从而形成可逆的扭转和伸缩驱动，但是温度变化缓慢限制了频率，并且受热效应的影响，卡诺循环效率很低；溶剂/气体的吸附于脱附驱动是利用溶剂及气体分子在材料中的吸附引起体积的膨胀而形成的驱动，这一类驱动受环境的影响比较大，而且驱动频率比较低，响应时间长。

相较于以上两种驱动方式而言，电化学驱动主要是来自电解质中的溶剂化离子迁移到高度多孔的肌肉纤维内部导致纤维体积发生膨胀从而形成的驱动，这一类驱动易于控制，所需的控制电压低(5V以内，即溶剂电化学分解电压以内)，热效应可以忽略不计，并且在形式上更加符合生物体肌肉，因而更具优势。基于此，针对于电化学驱动的人工肌肉纤维进行研究，目前，电化学驱动的人工肌肉纤维可以主要分为两大类，一种是液体环境下，一种是组装成全固态。就液体环境下电化学驱动的装置来看，目前非常简陋又复杂，目前的电化学装置将整个测试装置均置于液体的电解质环境下，液体电解质环境包含酸、碱以及有机类物质，可能会对负载产生一定的腐蚀或者接触到有机有毒物质，对人体不利；采用高速相机拍摄的方式进行数据的采集，这一方式不仅数据量繁多、耗时长且误差大，无法将驱动信号随电化学信号的变化实时输出，所以，电化学驱动的装置亟需改进。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于电化学驱动的驱动测试装置，以克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例一方面提供了一种用于电化学驱动的驱动测试装置，其包括：

电化学系统，其包括信号施加装置、工作电极、对电极、参比电极以及电解质，所述工作电极、对电极、参比电极的一端设置在所述电解质中，另一端与所述信号施加装置电连接，信号施加装置用于向所述工作电极、对电极、参比电极施加电化学信号，其中，所述工作电极为待测人工肌肉纤维；

测试系统，其包括载荷和数据采集装置，所述载荷设置在电解质外部，且所述载荷与所述工作电极连接，并能够在所述工作电极的驱使下运动，所述数据采集装置用于将所述载荷的位移变化信息以电压信号的形式输出并存储。

进一步的，所述电解质被容置在容器中，所述载荷设置在容器外部，其中，所述载荷通过连接线与所述工作电极连接。

进一步的，所述连接线绕设在定滑轮上。

进一步的，所述数据采集装置包括位移传感器和数据采集卡，所述数据采集卡与所述位移传感器电连接，所述位移传感器用于测量所述载荷的位移变化信息，并将所述载荷的位移变化信息转换为电压信号。

更进一步的，所述位移传感器为非接触式位移传感器。

进一步的，所述信号施加装置包括电化学工作站。