[實用新型]壓電驅動式微型電磁機器人的一體式驅動電源

無效

• 申請號: 201020586058.6
• 申請日: 2010-10-31
• 公開（公告）號: CN201824358U
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 杜啟亮;藍雪松;田聯房;張勤;青山尚之
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;B25J7/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃磊;蔡茂略

技術領域

本實用新型屬于機器人驅動技術領域，特別涉及一種壓電驅動式微型電磁機器人的一體式驅動電源。

背景技術

現代科學技術的發展使人類的研究領域擴展到微觀世界，對精密定位、微小位移的要求越來越高。微型機器人技術是人類探索圍觀世界的重要技術。壓電驅動式微型機器人是一種利用壓電陶瓷驅動器(PZT)作為主要的驅動原件實現微小位移的微型機器人。壓電陶瓷致動器具有體積小、位移分辨率高、頻率響應高、無噪聲、發熱少、輸出力大、換能效率高等優點，正在被越來越多地應用到微型機器人領域。壓電陶瓷是高壓器件，需要專門的驅動電源進行驅動。一般的驅動電源僅具有電流和電壓放大功能，使用過程中需要用戶額外配備信號源(信號發生器或信號發生卡)，帶來接線復雜、成本高、不易攜帶、實時調整困難等不便，這大大限制了在微型機器人的實際應用。

實用新型內容

本實用新型的首要目的在于克服上述現有技術的缺點與不足，提供一種結構簡單、合理，調節方便、控制靈活、易于攜帶的壓電驅動式微型電磁機器人的一體式驅動電源。

為達上述目的，本實用新型采用如下的技術方案：

壓電驅動式微型電磁機器人的一體式驅動電源，包括供電電源、顯示單元、微處理器、定時器、多通道D/A轉換器、功率放大單元和線圈電流放大單元，所述供電電源分別與顯示單元、微處理器、定時器、多通道D/A轉換器、功率放大單元和線圈電流放大單元連接；所述微處理器分別與顯示單元、定時器、多通道D/A轉換器連接，所述多通道D/A轉換器分別與功率放大單元、線圈電流放大單元連接，所述功率放大單元外接壓電驅動式微型電磁機器人內部的壓電陶瓷致動器，所述線圈電流放大單元外接壓電驅動式微型電磁機器人內部的線圈元件。

所述功率放大單元包括信號調節模塊、比例-積分控制器模塊、多級放大模塊、主電路限流模塊、反饋補償模塊和過流保護模塊，所述多通道D/A轉換器與信號調節模塊連接，所述信號調節模塊、比例-積分控制器模塊、多級放大模塊、主電路限流模塊、過流保護模塊依次連接，所述反饋補償模塊與比例-積分控制器模塊連接，所述反饋補償模塊、主電路限流模塊、多級放大模塊均分別外接壓電驅動式微型電磁機器人內部的壓電陶瓷致動器；所述多級放大模塊、過流保護模塊均與供電電源連接。

所述信號調節模塊包括第一運算放大器、第一電容、第二運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻，所述第三電阻和第四電阻均為可調電阻，所述第四電阻的一端與多通道D/A轉換器的第一輸出端連接，其另一端接地，且其滑動端與第二運算放大器的同相輸入端連接，第二運算放大器的反相輸入端與其輸出端連接，第一電阻的一端與第二運算放大器的輸出端連接，另一端與第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端與第一運算放大器的輸出端連接，第一運算放大器的反相輸入端與其輸出端連接；第一電容的一端與第一運算放大器的同相輸入端連接，另一端接地；第三電阻的一端接地，另一端外接供電電源的直流參考電壓輸出端；第六電阻的一端與第一運算放大器的同相輸入端連接，其另一端與第三電阻的滑動端連接；所述比例-積分控制器模塊連接在第一電阻和第二電阻的公共端。

所述比例-積分控制器模塊包括第三運算放大器、第七電阻、第八電阻、第九電阻和第二電容，所述第九電阻為可調電阻；所述第九電阻的一端接地，另一端與第八電阻的一端連接，其滑動端接地；所述第八電阻的另一端與第三運算放大器的反相輸入端連接；所述第三運算放大器的同相輸入端連接在信號調節模塊的第一電阻和第二電阻之間；所述第三運算放大器的輸出端與多級放大模塊連接；所述第七電阻的一端與第三運算放大器的反相輸入端連接，其另一端與第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端與第三運算放大器的輸出端連接；所述第三運算放大器的反相輸入端與反饋補償模塊連接。