實(shí)驗(yàn)名稱：軟體機(jī)器人特性測(cè)試

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模悍鲁唧盾涹w機(jī)器人，作為軀干的軟體驅(qū)動(dòng)器是整個(gè)機(jī)器人能運(yùn)動(dòng)的核心組成部分，它不僅能提供靈活的運(yùn)動(dòng)，而且提供輸出力。因此，對(duì)軟體驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)性能與輸出力的研究是非常有意義的。根據(jù)分析，靜電吸附腳需要符合要求得切向力和法向力，因此對(duì)靜電吸附腳的輸出性能進(jìn)行研究是十分必要的。

測(cè)試設(shè)備：高壓放大器、激光位移傳感器等。

圖：伸長(zhǎng)特性測(cè)量系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

在進(jìn)行軟體驅(qū)動(dòng)器輸出位移特性測(cè)試時(shí)，搭建伸長(zhǎng)特性測(cè)量系統(tǒng)。軟體驅(qū)動(dòng)器在一個(gè)光滑玻璃平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試，為方便測(cè)量伸長(zhǎng)特性數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)中固定腳1。使用LABVIEW編程，控制器對(duì)高壓電源進(jìn)行控制，激光位移傳感器測(cè)量機(jī)器人腳的伸長(zhǎng)量。傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)控制器傳輸?shù)?a target="_blank">電腦中。

首先選取直流激勵(lì)電壓進(jìn)行測(cè)試，信號(hào)高電平VA為（0.5kV、1.0kV、1.5kV、2.0kV、2.5kV、3.0kV、3.5kV、4.0kV、4.5kV、5.0kV、5.5kV、6.0kV），低電平VF為0V。通電時(shí)長(zhǎng)為60s，數(shù)據(jù)采集時(shí)長(zhǎng)為100s。使用上述激勵(lì)信號(hào)，對(duì)三種拉伸倍率，300%×400%、300%×450%以及300%×500%的DE薄膜進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。如圖2所示，拉伸倍率為300%×500%的DE薄膜輸出位移性能最好，而且對(duì)于不同的拉伸倍率，可看出隨著電壓的升高，機(jī)器人伸長(zhǎng)步長(zhǎng)均隨之呈二次曲線增長(zhǎng)。但由于DE薄膜本身的特性，超過(guò)6kV恐有擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在伸長(zhǎng)量測(cè)試情況下，最佳激勵(lì)電壓選取為6.0kV。由圖可知，在拉伸倍率為300%×500%，輸入電壓高電平為6.0kV時(shí)，仿生軟體驅(qū)動(dòng)器在60s的極限輸出伸長(zhǎng)量為16.2mm。

圖2：伸長(zhǎng)步長(zhǎng)與直流電壓的關(guān)系

本文測(cè)試了以高電平VA分別為3.0kV、4.0kV、5.0kV、6.0kV，低電平VF為0V的正弦信號(hào)為激勵(lì)電壓，并采用在此四組不同幅值正弦電壓下的一系列不同頻率（1~30Hz，間隔1Hz）的正弦信號(hào)來(lái)測(cè)試?yán)毂堵蕿?00%×500%的DE薄膜制作的仿生軟體驅(qū)動(dòng)器伸長(zhǎng)性能。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖3：伸長(zhǎng)步長(zhǎng)隨不同正弦幅值與頻率的變化關(guān)系

上圖所示為仿生軟體驅(qū)動(dòng)器輸出伸長(zhǎng)步長(zhǎng)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)為在不同頻率下仿生軟體驅(qū)動(dòng)器的最大輸出步長(zhǎng)伸長(zhǎng)量。由圖中可以看出，在不同電壓幅值下，隨著頻率的升高，機(jī)器人的伸長(zhǎng)步長(zhǎng)整體呈下降趨勢(shì)。但電壓幅值越小，下降趨勢(shì)越不明顯；電壓幅值越高，下降趨勢(shì)越明顯的同時(shí)波動(dòng)也越大。因此，當(dāng)應(yīng)用需要要求機(jī)器人步長(zhǎng)更長(zhǎng)時(shí)，則選取電壓幅值更高，電壓頻率更小的激勵(lì)信號(hào)。在高電平為6kV，頻率為1Hz時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出步長(zhǎng)能達(dá)到10.42mm。

電壓放大器推薦：ATA-7020

圖：ATA-7020高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請(qǐng)持續(xù)關(guān)注我們。西安安泰電子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(jī)都支持免費(fèi)試用。高壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-gyfdq.html

審核編輯 黃宇