【概述】

2025年北京理工大學(xué)研究團隊使用ATA-2022B高壓放大器，搭建磁性軟體微機器人實驗系統(tǒng)。

實驗名稱：磁性軟體微機器人的運動測試

研究方向：微納機器人

實驗內(nèi)容：在3D磁場控制下，實現(xiàn)多種磁性軟體微機器人的運動。

測試設(shè)備：ATA-2022B高壓放大器，亥姆霍茲線圈，微控制板，PC等。

實驗過程：

圖1：實驗原理圖

本實驗需要利用線圈產(chǎn)生的可控磁場對目標(biāo)磁性微機器人進行變形和運動方面的控制。三臺ATA-2022B高壓放大器分別連接圖中亥姆霍茲線圈的X，Y，Z方向三軸線圈，通過計算機（PC）向微控制器（MCU）發(fā)送指令，微控制器將輸出信號傳遞給功放，功放將信號放大后直接輸出給線圈，通過PC端對原始信號的幅值和頻率的調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)對于三軸線圈產(chǎn)生磁場的強度和頻率的控制。將所需測試的磁性軟體微機器人放置到線圈中央，即可響應(yīng)外部施加磁場的變化。為了使微機器人達到預(yù)期的運動效果，需要不斷改變輸出給磁場的信號波形。

實驗結(jié)果：

圖2：實驗結(jié)果

磁驅(qū)軟體懸臂梁結(jié)構(gòu)在磁場作用下可以實現(xiàn)大幅度的擺動，這得益于在功放作用下外部磁場的高磁場強度。當(dāng)給定的磁場方向為向左，懸臂梁也向左傾斜，當(dāng)磁場向右時，懸臂梁會轉(zhuǎn)而向右側(cè)擺動。毫米尺度的懸臂梁的擺動需要較大的磁場才能驅(qū)動，而經(jīng)過功放的放大后，能提供的最大磁場強度是可以滿足這一要求的。在功放輸出的高頻信號下，外部磁場可以快速切換方向，微機器人也根據(jù)磁場的快速變換來迅速調(diào)節(jié)自身位姿。由于機器人兩側(cè)質(zhì)量的偏差，會導(dǎo)致彈跳瞬間的傾斜，每一個運動循環(huán)后會發(fā)生水平方向的位移，進而實現(xiàn)了沿表面的爬行運動。

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢：

一、高電壓輸出能力——驅(qū)動亥姆霍茲線圈產(chǎn)生高強磁場，保障毫米尺度懸臂梁大幅擺動

二、寬頻帶與高壓擺率——快速切換磁場方向，保障可爬行微機器人的高頻位姿調(diào)節(jié)

三、低失真與高輸出穩(wěn)定性——保障三軸線圈協(xié)同驅(qū)動的波形一致性

【推薦產(chǎn)品】：ATA-2022B高壓放大器

圖：ATA-2022B高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布。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，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。