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高壓放大器在軟體機器人特性測試中的應用

作者:Aigtek 閱讀數:0 發布時間:2024-03-28 17:59:04

  實驗名稱:軟體機器人特性測試

  實驗目的:仿尺蠖軟體機器人,作為軀干的軟體驅動器是整個機器人能運動的核心組成部分,它不僅能提供靈活的運動,而且提供輸出力。因此,對軟體驅動器的運動性能與輸出力的研究是非常有意義的。根據分析,靜電吸附腳需要符合要求得切向力和法向力,因此對靜電吸附腳的輸出性能進行研究是十分必要的。

  測試設備:高壓放大器、激光位移傳感器等。

伸長特性測量系統

圖:伸長特性測量系統

  實驗過程:

  在進行軟體驅動器輸出位移特性測試時,搭建伸長特性測量系統。軟體驅動器在一個光滑玻璃平臺上進行測試,為方便測量伸長特性數據,在系統中固定腳1。使用LABVIEW編程,控制器對高壓電源進行控制,激光位移傳感器測量機器人腳的伸長量。傳感器數據通過控制器傳輸到電腦中。

  首先選取直流激勵電壓進行測試,信號高電平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。通電時長為60s,數據采集時長為100s。使用上述激勵信號,對三種拉伸倍率,300%×400%、300%×450%以及300%×500%的DE薄膜進行了實驗。如圖2所示,拉伸倍率為300%×500%的DE薄膜輸出位移性能最好,而且對于不同的拉伸倍率,可看出隨著電壓的升高,機器人伸長步長均隨之呈二次曲線增長。但由于DE薄膜本身的特性,超過6kV恐有擊穿的風險。因此,在伸長量測試情況下,最佳激勵電壓選取為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,仿生軟體驅動器在60s的極限輸出伸長量為16.2mm。

伸長特性測量系統

  圖2:伸長步長與直流電壓的關系

  本文測試了以高電平VA分別為3.0kV、4.0kV、5.0kV、6.0kV,低電平VF為0V的正弦信號為激勵電壓,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)的正弦信號來測試拉伸倍率為300%×500%的DE薄膜制作的仿生軟體驅動器伸長性能。

  實驗結果:

伸長步長隨不同正弦幅值與頻率的變化關系

  圖3:伸長步長隨不同正弦幅值與頻率的變化關系

  上圖所示為仿生軟體驅動器輸出伸長步長數據,該數據為在不同頻率下仿生軟體驅動器的最大輸出步長伸長量。由圖中可以看出,在不同電壓幅值下,隨著頻率的升高,機器人的伸長步長整體呈下降趨勢。但電壓幅值越小,下降趨勢越不明顯;電壓幅值越高,下降趨勢越明顯的同時波動也越大。因此,當應用需要要求機器人步長更長時,則選取電壓幅值更高,電壓頻率更小的激勵信號。在高電平為6kV,頻率為1Hz時,驅動器輸出步長能達到10.42mm。

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ATA-7020高壓放大器指標參數

  圖:ATA-7020高壓放大器指標參數

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