應(yīng)用案例

　　實(shí)驗(yàn)名稱：基于慣性致動(dòng)的四足壓電移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)輸出特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

　　研究方向：慣性致動(dòng)、四足壓電移動(dòng)機(jī)器人、壓電驅(qū)動(dòng)器、微納驅(qū)動(dòng)、平面2自由度運(yùn)動(dòng)

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>本實(shí)驗(yàn)旨在搭建專用測(cè)試平臺(tái)研究基于慣性致動(dòng)的四足壓電移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)輸出特性，探究激勵(lì)電壓、頻率、斜坡信號(hào)對(duì)稱度、工作表面等因素對(duì)其運(yùn)動(dòng)的影響，進(jìn)而確定該機(jī)器人的最優(yōu)工作頻率、工作電壓及激勵(lì)信號(hào)參數(shù)以實(shí)現(xiàn)高效激勵(lì)，同時(shí)驗(yàn)證該機(jī)器人的精度、速度、穩(wěn)定性、承載能力、環(huán)境適應(yīng)性等綜合性能，為其后續(xù)實(shí)際工程應(yīng)用與市場(chǎng)化推廣提供可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

　　測(cè)試設(shè)備：

　　1、核心被測(cè)件：自主研制的基于慣性致動(dòng)的四足壓電移動(dòng)機(jī)器人；

　　2、信號(hào)產(chǎn)生：雙通道信號(hào)發(fā)生器（提供激勵(lì)信號(hào)）；

　　3、信號(hào)放大：Aigtek的ATA-2022B高壓放大器；

　　4、數(shù)據(jù)采集：位移分辨率為1nm的激光振動(dòng)傳感器（采集位移、速度信號(hào)）；

　　5、數(shù)據(jù)處理：計(jì)算機(jī)（處理采集的運(yùn)動(dòng)信號(hào)）。

　　圖1試驗(yàn)平臺(tái)實(shí)拍圖

　　實(shí)驗(yàn)過程：先完成四足壓電移動(dòng)機(jī)器人的加工與裝配，搭建由雙通道信號(hào)發(fā)生器、Aigtek的ATA-2022B高壓放大器、1nm位移分辨率的激光振動(dòng)傳感器及計(jì)算機(jī)構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)；隨后依次開展機(jī)器人的電壓-速度、頻率-速度、斜坡信號(hào)對(duì)稱度對(duì)輸出特性的系列測(cè)試，最后測(cè)試其在木板、大理石板、玻璃板上的移動(dòng)性能并完成75g載重實(shí)驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合ComsolMultiphysics仿真結(jié)果整理分析所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：該四足壓電移動(dòng)機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)平面2自由度大范圍高精運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)分辨率1μm、最大運(yùn)動(dòng)速度46mm/s、承載能力75g，兼具高精度、快速度、高穩(wěn)定性和強(qiáng)承載能力；同一激勵(lì)頻率下其輸出速度隨輸入電壓升高近似線性增大，相同電壓峰-峰值下存在輸出速度最大的截止頻率，50~250Hz為正常工作頻率，75%~80%為斜坡信號(hào)最優(yōu)對(duì)稱度，且機(jī)器人在木板、大理石板、玻璃板表面均能穩(wěn)定移動(dòng)，環(huán)境適應(yīng)性良好。

　　電壓放大器推薦：ATA-2022B高壓放大器

圖：ATA-2022B高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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