實驗名稱：

高壓放大器ATA-7030在電致變形柔性致動器表情機器人控制實驗中的應(yīng)用

實驗方向：

基于智能材料的柔性器件設(shè)計

實驗設(shè)備：

ATA-7030高壓放大器、激光位移傳感器，示波器、上位機等

實驗內(nèi)容：

該表情機器人的核心柔性器件是采用PVC凝膠電致伸縮柔性材料與不銹鋼金屬網(wǎng)狀電極層疊而成。在電場作用下，凝膠會發(fā)生蠕動變形，致使凝膠在電場下填入網(wǎng)狀電極的網(wǎng)孔內(nèi)部，從而發(fā)生厚度方向的伸縮運動。去電后回復(fù)原始狀態(tài)。通過ON-OFF的控制實現(xiàn)類似生物肌肉的伸縮運動。可以通過調(diào)整電場信號的波形和頻率可實現(xiàn)不同形式的變形運動。該過程需要通過功率放大器將電信號放大10-100倍，從而驅(qū)動各個柔性器件進行變形運動，從而實現(xiàn)表情機器人的不同表情的變化。

實驗過程：

基于ATA-7030功率放大器搭建了表情機器人的測試平臺。實驗設(shè)備包括信號發(fā)生器，ATA-7030功率放大器，激光位移傳感器，示波器等。

通過信號發(fā)生器將不同樣式和頻率的電信號(-10-10V)發(fā)送給ATA-7030功率放大器，經(jīng)過50倍左右放大倍數(shù)輸入約500V左右的高壓驅(qū)動表情機器人各個模塊的柔性器件運動，從而實現(xiàn)機器人的不同表情的變化。

實驗結(jié)果：

結(jié)果表明，ATA-7030功放能夠穩(wěn)定的放大不同類型和頻率的信號，從而實現(xiàn)柔性致動器件的不同形變以及最終實現(xiàn)表情機器人的不同表情。

模塊化封裝前后的柔性驅(qū)動器具有同等的驅(qū)動特性，封裝后的位移減少僅為10%左右。同時，針對不同的輸入信號，驅(qū)動器的輸出位移的變化能較好地跟隨輸入電壓的變化，一萬次循環(huán)驅(qū)動后，柔性驅(qū)動器的位移損失僅為5%左右，具有較好的循環(huán)壽命。結(jié)果顯示ATA-7030功率放大器能夠穩(wěn)定的放大不同類型和頻率的輸入信號，具有響應(yīng)快、放大倍數(shù)大以及輸出誤差小的特點，能滿足柔性驅(qū)動器的非規(guī)則定制化輸入信號的信號處理任務(wù)，從而實現(xiàn)柔性致動器件的不同形變，最終實現(xiàn)表情機器人的不同表情的變化。

實驗中用到的ATA-7030高壓放大器的參數(shù)指標(biāo)：

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