【概述】

本研究中使用Aigtek安泰ATA-2161高壓放大器，搭建柔性壓電機(jī)器人測(cè)試系統(tǒng)。近年來，隨著智能材料與柔性電子技術(shù)的發(fā)展，壓電材料因其獨(dú)特的機(jī)電耦合特性，已廣泛應(yīng)用于自供電傳感器、致動(dòng)器、聲學(xué)設(shè)備、振動(dòng)控制等領(lǐng)域。尤其柔性壓電材料因其輕質(zhì)、柔性、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)，可被用于制作柔性機(jī)器人。通常該類機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能產(chǎn)生大變形。由于其具有柔軟的軀體，使其具有優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性，能應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜地形環(huán)境。

實(shí)驗(yàn)名稱：章魚觸手仿生光敏壓電機(jī)器人制備與驅(qū)動(dòng)性能測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)原理：仿生柔性壓電機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要利用有限元分析對(duì)其共振模態(tài)以及諧振響應(yīng)進(jìn)行分析?；诜治鼋Y(jié)果對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到提高機(jī)器人驅(qū)動(dòng)性能的目的。然而，受制作工藝、制造誤差和環(huán)境的影響，實(shí)際制作機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)性能可能與仿真結(jié)果產(chǎn)生偏差。因此，必須通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，以確保機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性與可靠性。

實(shí)驗(yàn)框圖：

實(shí)驗(yàn)實(shí)拍圖：

實(shí)驗(yàn)過程：首先搭建機(jī)器人性能測(cè)試平臺(tái)，將仿生柔性壓電機(jī)器人樣機(jī)置于不同摩擦系數(shù)的測(cè)試基板上，通過波形發(fā)生器輸出不同頻率、電壓與波形的激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)高壓放大器放大后驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)；針對(duì)機(jī)器人200Hz的高頻、小振幅運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，采用高速相機(jī)搭配無頻閃光源捕捉其運(yùn)動(dòng)軌跡與步態(tài)細(xì)節(jié)，再通過計(jì)算機(jī)圖像處理軟件對(duì)采集的圖像序列進(jìn)行分析，量化不同驅(qū)動(dòng)條件下機(jī)器人的振動(dòng)幅值、運(yùn)動(dòng)速度，同時(shí)測(cè)試其在斜坡、負(fù)載等復(fù)雜場(chǎng)景下的運(yùn)動(dòng)能力，最后結(jié)合仿真數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)性能與運(yùn)動(dòng)機(jī)理。

應(yīng)用方向：可穿戴醫(yī)療監(jiān)測(cè)、柔性電子與智能傳感、柔性機(jī)器人、航空航天

應(yīng)用場(chǎng)景：柔性壓電材料、PVDF復(fù)合薄膜、壓電傳感器、光電探測(cè)器、壓電光電子效應(yīng)、仿生機(jī)器人、柔性壓電機(jī)器人、章魚觸手仿生、柔性驅(qū)動(dòng)、自供電傳感、環(huán)境自適應(yīng)機(jī)器人

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

1.寬頻帶與高頻響應(yīng)——精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)高頻小振幅運(yùn)動(dòng)，匹配機(jī)器人共振模態(tài)

2.高電壓輸出能力——產(chǎn)生足夠強(qiáng)的電場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)壓電材料產(chǎn)生顯著形變

3.低失真與高輸出穩(wěn)定性——保障不同驅(qū)動(dòng)波形（正弦/方波/三角波）的純凈復(fù)現(xiàn)

【推薦產(chǎn)品】：ATA-2000系列高壓放大器

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。