安泰电子ATA-2022B高压放大器在磁性软体微机器人中的应用

【概述】

2025年北京理工大学研究团队使用ATA-2022B高压放大器，搭建磁性软体微机器人实验系统。

实验名称：磁性软体微机器人的运动测试

研究方向：微纳机器人

实验内容：在3D磁场控制下，实现多种磁性软体微机器人的运动。

测试设备：ATA-2022B高压放大器，亥姆霍兹线圈，微控制板，PC等。

实验过程：

图1：实验原理图

本实验需要利用线圈产生的可控磁场对目标磁性微机器人进行变形和运动方面的控制。三台ATA-2022B高压放大器分别连接图中亥姆霍兹线圈的X，Y，Z方向三轴线圈，通过计算机（PC）向微控制器（MCU）发送指令，微控制器将输出信号传递给功放，功放将信号放大后直接输出给线圈，通过PC端对原始信号的幅值和频率的调节，可以实现对于三轴线圈产生磁场的强度和频率的控制。将所需测试的磁性软体微机器人放置到线圈中央，即可响应外部施加磁场的变化。为了使微机器人达到预期的运动效果，需要不断改变输出给磁场的信号波形。

实验结果：

图2：实验结果

磁驱软体悬臂梁结构在磁场作用下可以实现大幅度的摆动，这得益于在功放作用下外部磁场的高磁场强度。当给定的磁场方向为向左，悬臂梁也向左倾斜，当磁场向右时，悬臂梁会转而向右侧摆动。毫米尺度的悬臂梁的摆动需要较大的磁场才能驱动，而经过功放的放大后，能提供的最大磁场强度是可以满足这一要求的。在功放输出的高频信号下，外部磁场可以快速切换方向，微机器人也根据磁场的快速变换来迅速调节自身位姿。由于机器人两侧质量的偏差，会导致弹跳瞬间的倾斜，每一个运动循环后会发生水平方向的位移，进而实现了沿表面的爬行运动。

安泰放大器在此应用中的产品优势：

一、高电压输出能力——驱动亥姆霍兹线圈产生高强磁场，保障毫米尺度悬臂梁大幅摆动

二、宽频带与高压摆率——快速切换磁场方向，保障可爬行微机器人的高频位姿调节

三、低失真与高输出稳定性——保障三轴线圈协同驱动的波形一致性

【推荐产品】：ATA-2022B高压放大器

图：ATA-2022B高压放大器指标参数

本文实验素材由西安安泰电子整理发布。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免费试用。西安安泰电子是专业从事功率放大器、高压放大器、功率信号源、前置微小信号放大器、高精度电压源、高精度电流源等电子测试仪器研发、生产和销售的高科技企业。

审核编辑 黄宇