ATA-7030高壓放大器在電致變形柔性致動(dòng)器表情機(jī)器人實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱：ATA-7030高壓放大器在電致變形柔性致動(dòng)器表情機(jī)器人實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：該表情機(jī)器人的核心柔性器件是采用PVC凝膠電致伸縮柔性材料與不銹鋼金屬網(wǎng)狀電極層疊而成。在電場(chǎng)作用下，凝膠會(huì)發(fā)生蠕動(dòng)變形，致使凝膠在電場(chǎng)下填入網(wǎng)狀電極的網(wǎng)孔內(nèi)部，從而發(fā)生厚度方向的伸縮運(yùn)動(dòng)。去電后回復(fù)原始狀態(tài)。通過(guò)ON-OFF的控制實(shí)現(xiàn)類似生物肌肉的伸縮運(yùn)動(dòng)。可以通過(guò)調(diào)整電場(chǎng)信號(hào)的波形和頻率可實(shí)現(xiàn)不同形式的變形運(yùn)動(dòng)。該過(guò)程需要通過(guò)功率放大器將電信號(hào)放大10-100倍，從而驅(qū)動(dòng)各個(gè)柔性器件進(jìn)行變形運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)表情機(jī)器人的不同表情的變化。

研究方向：基于智能材料的柔性器件設(shè)計(jì)

測(cè)試設(shè)備：ATA-7030高壓放大器、信號(hào)發(fā)生器、激光位移傳感器，示波器等。

圖1：電致變形柔性致動(dòng)器表情機(jī)器人

圖2：實(shí)驗(yàn)裝置圖

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

基于ATA-7030高壓放大器搭建了表情機(jī)器人的測(cè)試平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括信號(hào)發(fā)生器，ATA-7030高壓放大器，激光位移傳感器，示波器等。通過(guò)信號(hào)發(fā)生器將不同樣式和頻率的電信號(hào)(-10-10V)發(fā)送給ATA-7030高壓放大器，經(jīng)過(guò)50倍左右放大倍數(shù)輸入約500V左右的高壓驅(qū)動(dòng)表情機(jī)器人各個(gè)模塊的柔性器件運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的不同表情的變化。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖3：實(shí)驗(yàn)參數(shù)變化圖

圖4：機(jī)器人不同表情變化圖

結(jié)果表明，ATA-7030功放能夠穩(wěn)定的放大不同類型和頻率的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)柔性致動(dòng)器件的不同形變以及最終實(shí)現(xiàn)表情機(jī)器人的不同表情。

結(jié)果表明，模塊化封裝前后的柔性驅(qū)動(dòng)器具有同等的驅(qū)動(dòng)特性，封裝后的位移減少僅為10%左右。同時(shí)，針對(duì)不同的輸入信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器的輸出位移的變化能較好地跟隨輸入電壓的變化，一萬(wàn)次循環(huán)驅(qū)動(dòng)后，柔性驅(qū)動(dòng)器的位移損失僅為5%左右，具有較好的循環(huán)壽命。結(jié)果顯示ATA-7030功率放大器能夠穩(wěn)定的放大不同類型和頻率的輸入信號(hào)，具有響應(yīng)快、放大倍數(shù)大以及輸出誤差小的特點(diǎn)，能滿足柔性驅(qū)動(dòng)器的非規(guī)則定制化輸入信號(hào)的信號(hào)處理任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)柔性致動(dòng)器件的不同形變，最終實(shí)現(xiàn)表情機(jī)器人的不同表情的變化。

功率放大器推薦：ATA-7030高壓放大器

圖：ATA-7030高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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