ATA-2022B高压放大器在高速双向导航微型压电机器人中的应用

实验名称：狭窄管道环境中高速双向导航的微型压电机器人研究

研究方向：微型压电机器人

实验内容：设计了一种由高性能压电复合薄膜组成的微型机器人，该机器人重量仅有0.08g，厚度仅有210um，得益于超薄的结构优势和压电性能，在超声频率驱动下，该机器人能够在管径为9mm-27mm的狭窄管道中实现快速双向导航，机器人只需要3Vpp的驱动电压即可实现稳定运动，同时在爬坡（24.25°）以及负载能力（超过自重36倍）等方面表现出色。它还能在弯曲的L型管道、不同材质的管道中以及充满水的表面上灵活移动。最后在机器人上安装微型移动摄像头，实时记录其在玻璃管道内的导航运动。

测试设备：信号发生器、ATA-2022B高压放大器、示波器、多普勒激光测振仪、高精度数字万用表、光学相机等。

实验过程：

图1：实验测试系统装置图

在超声驱动频率范围内，微型压电机器人会呈现出复杂的高阶运动模态，在与管道内壁的接触摩擦作用下实现快速的运动能力，当更换驱动频率时，运动模态也发生变化，可以进一步更改机器人在管道内的运动方向。为了进一步探究微型机器人的运动性能，利用信号发生器、ATA-2022B高压放大器、示波器以及光学相机等搭建了测试平台。

实验结果：

图：实验结果

实测发现，当驱动频率为48kHz时，微型机器人在管道内表现出向后运动，当切换频率到54.8kHz时，机器人表现出向前运动；同时更换管道类型（弯曲管道和不同材质管道），发现机器人在其中均可通过调控驱动频率实现双向高速运动；最后演示了我们的机器人在水面上快速移动的能力。

功率放大器推荐：ATA-2022B高压放大器

图：ATA-2022B高压放大器指标参数

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