實驗名稱：基于慣性致動的四足壓電移動機器人運動輸出特性測試實驗

研究方向：慣性致動、四足壓電移動機器人、壓電驅動器、微納驅動、平面2自由度運動

實驗目的：本實驗旨在搭建專用測試平臺研究基于慣性致動的四足壓電移動機器人的運動輸出特性，探究激勵電壓、頻率、斜坡信號對稱度、工作表面等因素對其運動的影響，進而確定該機器人的最優工作頻率、工作電壓及激勵信號參數以實現高效激勵，同時驗證該機器人的精度、速度、穩定性、承載能力、環境適應性等綜合性能，為其后續實際工程應用與市場化推廣提供可靠的實驗依據。

測試設備：

1、核心被測件：自主研制的基于慣性致動的四足壓電移動機器人；

2、信號產生：雙通道信號發生器（提供激勵信號）；

3、信號放大：Aigtek的ATA-2022B高壓放大器；

4、數據采集：位移分辨率為1nm的激光振動傳感器（采集位移、速度信號）；

5、數據處理：計算機（處理采集的運動信號）。

圖1試驗平臺實拍圖

實驗過程：先完成四足壓電移動機器人的加工與裝配，搭建由雙通道信號發生器、Aigtek的ATA-2022B高壓放大器、1nm位移分辨率的激光振動傳感器及計算機構成的實驗測試平臺；隨后依次開展機器人的電壓-速度、頻率-速度、斜坡信號對稱度對輸出特性的系列測試，最后測試其在木板、大理石板、玻璃板上的移動性能并完成75g載重實驗，同時結合ComsolMultiphysics仿真結果整理分析所有實驗數據。

實驗結果：該四足壓電移動機器人可實現平面2自由度大范圍高精運動，運動分辨率1μm、最大運動速度46mm/s、承載能力75g，兼具高精度、快速度、高穩定性和強承載能力；同一激勵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%為斜坡信號最優對稱度，且機器人在木板、大理石板、玻璃板表面均能穩定移動，環境適應性良好。

電壓放大器推薦：ATA-2022B高壓放大器

圖：ATA-2022B高壓放大器指標參數

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審核編輯 黃宇