【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，壓電材料因其獨特的機(jī)電耦合特性，已廣泛應(yīng)用于自供電傳感器、致動器、聲學(xué)設(shè)備、振動控制等領(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，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)對各種復(fù)雜地形環(huán)境。

實驗名稱：章魚觸手仿生光敏壓電機(jī)器人制備與驅(qū)動性能測評實驗

實驗原理：仿生柔性壓電機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要利用有限元分析對其共振模態(tài)以及諧振響應(yīng)進(jìn)行分析。基于分析結(jié)果對機(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)動性能的目的。然而，受制作工藝、制造誤差和環(huán)境的影響，實際制作機(jī)器人的驅(qū)動性能可能與仿真結(jié)果產(chǎn)生偏差。因此，必須通過實驗測試對仿真結(jié)果進(jìn)行驗證，以確保機(jī)器人在實際應(yīng)用中的穩(wěn)定性與可靠性。

實驗框圖：

實驗實拍圖：

實驗過程：首先搭建機(jī)器人性能測試平臺，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、電壓與波形的激勵信號，經(jīng)高壓放大器放大后驅(qū)動機(jī)器人運動；針對機(jī)器人200Hz的高頻、小振幅運動特點，采用高速相機(jī)搭配無頻閃光源捕捉其運動軌跡與步態(tài)細(xì)節(jié)，再通過計算機(jī)圖像處理軟件對采集的圖像序列進(jìn)行分析，量化不同驅(qū)動條件下機(jī)器人的振動幅值、運動速度，同時測試其在斜坡、負(fù)載等復(fù)雜場景下的運動能力，最后結(jié)合仿真數(shù)據(jù)對比驗證驅(qū)動性能與運動機(jī)理。

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

應(yīng)用場景：柔性壓電材料、PVDF復(fù)合薄膜、壓電傳感器、光電探測器、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、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：

1.寬頻帶與高頻響應(yīng)——精準(zhǔn)驅(qū)動高頻小振幅運動，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，驅(qū)動壓電材料產(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)

本文實驗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、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。