高压放大器ATA-7030在电致变形柔性致动器表情机器人控制实验中的应用

实验名称：高压放大器ATA-7030在电致变形柔性执行器表达机器人控制实验中的应用

实验方向：基于智能材料的柔性器件设计

实验设备：ATA-7030高压放大器、激光位移传感器、示波器、上位机等

实验内容：该表情机器人的核心柔性装置由PVC凝胶电致伸缩柔性材料与不锈钢金属网电极层压而成。在电场作用下，凝胶会发生蠕变变形，使凝胶在电场作用下填充到网状电极的网孔内部，从而引起厚度方向的膨胀和收缩。拨出电话后返回原来状态。通过ON-OFF控制，实现类似生物肌肉的伸展和收缩运动。通过调节电场信号的波形和频率，可以实现不同形式的变形运动。这个过程需要功率放大器将电信号放大10-100倍，驱动各个柔性装置进行形变运动，从而实现表情机器人不同表情的变化。

实验过程：基于ATA-7030功率放大器搭建了表情机器人测试平台。实验设备包括信号发生器、ATA-7030功率放大器、激光位移传感器、示波器等。

不同风格和频率的电信号（-10-10V）通过信号发生器发送到ATA-7030功率放大器。经过约50倍放大后，输入约500V的高电压，驱动表情机器人各模块内的柔性装置运动，从而实现机器人不同表情的变化。

实验结果：结果表明，ATA-7030功率放大器能够稳定放大不同类型和频率的信号，从而实现柔性执行器装置的不同变形，最终实现面部表情机器人的不同表情。

模块化封装前后的柔性执行器具有相同的驱动特性，封装后的位移减少量仅为10%左右。同时，对于不同的输入信号，驱动器输出位移的变化能够更好地跟随输入电压的变化。柔性驱动器经过10000次行驶循环后，位移损失仅为5%左右，具有良好的循环寿命。结果表明，ATA-7030功率放大器能够稳定放大不同类型和频率的输入信号。具有响应快、放大倍数大、输出误差小等特点。能够满足柔性驱动器不规则定制输入信号的信号处理任务，从而实现柔性执行器装置的不同形变，最终实现面部表情机器人不同表情的变化。

实验中用到的ATA-7030高压放大器的参数指标：

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