實驗名稱：狹窄管道環(huán)境中高速雙向?qū)Ш降奈⑿蛪?a target="_blank">電機器人研究

研究方向：微型壓電機器人

實驗內(nèi)容：設(shè)計了一種由高性能壓電復(fù)合薄膜組成的微型機器人，該機器人重量僅有0.08g，厚度僅有210um，得益于超薄的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢和壓電性能，在超聲頻率驅(qū)動下，該機器人能夠在管徑為9mm-27mm的狹窄管道中實現(xiàn)快速雙向?qū)Ш?，機器人只需要3Vpp的驅(qū)動電壓即可實現(xiàn)穩(wěn)定運動，同時在爬坡（24.25°）以及負載能力（超過自重36倍）等方面表現(xiàn)出色。它還能在彎曲的L型管道、不同材質(zhì)的管道中以及充滿水的表面上靈活移動。最后在機器人上安裝微型移動攝像頭，實時記錄其在玻璃管道內(nèi)的導(dǎo)航運動。

測試設(shè)備：信號發(fā)生器、ATA-2022B高壓放大器、示波器、多普勒激光測振儀、高精度數(shù)字萬用表、光學(xué)相機等。

實驗過程：

圖1：實驗測試系統(tǒng)裝置圖

在超聲驅(qū)動頻率范圍內(nèi)，微型壓電機器人會呈現(xiàn)出復(fù)雜的高階運動模態(tài)，在與管道內(nèi)壁的接觸摩擦作用下實現(xiàn)快速的運動能力，當(dāng)更換驅(qū)動頻率時，運動模態(tài)也發(fā)生變化，可以進一步更改機器人在管道內(nèi)的運動方向。為了進一步探究微型機器人的運動性能，利用信號發(fā)生器、ATA-2022B高壓放大器、示波器以及光學(xué)相機等搭建了測試平臺。

實驗結(jié)果：

圖：實驗結(jié)果

實測發(fā)現(xiàn)，當(dāng)驅(qū)動頻率為48kHz時，微型機器人在管道內(nèi)表現(xiàn)出向后運動，當(dāng)切換頻率到54.8kHz時，機器人表現(xiàn)出向前運動；同時更換管道類型（彎曲管道和不同材質(zhì)管道），發(fā)現(xiàn)機器人在其中均可通過調(diào)控驅(qū)動頻率實現(xiàn)雙向高速運動；最后演示了我們的機器人在水面上快速移動的能力。

功率放大器推薦：ATA-2022B高壓放大器

圖：ATA-2022B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)。