應(yīng)用案例

【概述】

2025年東北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布論文《Fast-Moving and Highly Adaptable Hollow Piezoelectric Miniature Robot》；研究中使用Aigtek安泰ATA-62082功率放大器，搭建微型壓電機(jī)器人性能測(cè)試平臺(tái)。單能源輸入多運(yùn)動(dòng)輸出的模式使機(jī)器人能夠平衡速度和適應(yīng)性的需求。在振動(dòng)模式下，HPMR可以以高達(dá)12.3?BL?s?1的速度運(yùn)行。并實(shí)現(xiàn)0.3?μm的位移分辨率。在錐形轉(zhuǎn)子組件之后，轉(zhuǎn)子可以以890?rpm的速度運(yùn)行，位移分辨率達(dá)到了7.28?mrad。在旋轉(zhuǎn)模式下，機(jī)器人展示了其在amphibiously移動(dòng)、承載負(fù)載、在粗糙度變化的表面上運(yùn)行、跨越障礙物和抵抗沖擊等方面的多任務(wù)處理能力。結(jié)果表明，HPMR能夠?qū)崿F(xiàn)快速、高分辨率的移動(dòng)，并具有高適應(yīng)性，為在現(xiàn)實(shí)世界中使用它進(jìn)行移動(dòng)檢測(cè)任務(wù)開辟了可能性。

實(shí)驗(yàn)名稱：微型壓電機(jī)器人的振動(dòng)性能測(cè)試

研究方向：微型機(jī)器人

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)并搭建微型壓電機(jī)器人性能測(cè)試平臺(tái)，通過激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)，研究與分析其振動(dòng)特性。

測(cè)試設(shè)備：NI采集卡，ATA-62082功率放大器，激光位移傳感器等等。

實(shí)驗(yàn)過程：

圖1：實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)裝置圖

對(duì)所制造的樣機(jī)進(jìn)行了振動(dòng)響應(yīng)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)裝置如附圖1所示，主要包括PC、數(shù)據(jù)采集卡、功率放大器和激光位移采集系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)過程中，數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生正弦電壓信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大后激勵(lì)PZT元件。激光位移采集系統(tǒng)采集樣機(jī)的振動(dòng)位移，控制器和PC負(fù)責(zé)接收并處理激光頭返回的數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖2：實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將相位差為90°、激勵(lì)頻率為10.8kHz、振幅為100Vp-p的兩組正弦信號(hào)施加于PZT元件。激光頭測(cè)量樣機(jī)上一點(diǎn)沿y和z方向的位移，結(jié)果如附圖2(a)-(b)所示。附圖2(c)展示了0-1ms內(nèi)的振動(dòng)位移，曲線呈正弦形式。具體而言，y和z方向上的振幅分別為3.19和3.33μm，相對(duì)誤差為4.4%。附圖2(d)顯示了0-5ms的位移合成軌跡，軌跡形狀近似為橢圓形。結(jié)果表明，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合良好。

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

1.高電壓輸出能力——確保PZT元件達(dá)到預(yù)設(shè)激勵(lì)強(qiáng)度，保障振動(dòng)幅值測(cè)量的有效性

2.寬頻帶與高線性度——精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)相位差90°的雙通道正弦激勵(lì)信號(hào)，保障振動(dòng)合成軌跡分析的真實(shí)性

【文獻(xiàn)】Fast-Moving and Highly Adaptable Hollow Piezoelectric Miniature Robot

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)。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)m.fjiakun.cn或撥打029-88865020。

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