【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人驱动
，特别涉及一种压电驱动式微型电磁机器人的一 体式驱动电源及方法。
技术介绍
现代科学技术的发展使人类的研究领域扩展到微观世界，对精密定位、微小位移 的要求越来越高。微型机器人技术是人类探索围观世界的重要技术。压电驱动式微型机器 人是一种利用压电陶瓷驱动器(PZT)作为主要的驱动原件实现微小位移的微型机器人。压 电陶瓷致动器具有体积小、位移分辨率高、频率响应高、无噪声、发热少、输出力大、换能效 率高等优点，正在被越来越多地应用到微型机器人领域。压电陶瓷是高压器件，需要专门的 驱动电源进行驱动。一般的驱动电源仅具有电流和电压放大功能，使用过程中需要用户额 外配备信号源(信号发生器或信号发生卡)，带来接线复杂、成本高、不易携带、实时调整困 难等不便，这大大限制了在微型机器人的实际应用。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服上述现有技术的缺点与不足，提供一种结构简单、合 理，调节方便、控制灵活、易于携带的压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源。本专利技术的另一目的还在于提供由上述电源实现的驱动方法。为达上述目的，本专利技术采用如下的技术方案压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源，包括供电电源、显示单元、微处理 器、定时器、多通道D/A转换器、功率放大单元和线圈电流放大单元，所述供电电源分别与 显示单元、微处理器、定时器、多通道D/A转换器、功率放大单元和线圈电流放大单元连接； 所述微处理器分别与显示单元、定时器、多通道D/A转换器连接，所述多通道D/A转换器分 别与功率放大单元、线圈电流放大单元连接，所述功率放大单元外接压电...
【技术保护点】
压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源，其特征在于：包括供电电源、显示单元、微处理器、定时器、多通道Ｄ／Ａ转换器、功率放大单元和线圈电流放大单元，所述供电电源分别与显示单元、微处理器、定时器、多通道Ｄ／Ａ转换器、功率放大单元和线圈电流放大单元连接；所述微处理器分别与显示单元、定时器、多通道Ｄ／Ａ转换器连接，所述多通道Ｄ／Ａ转换器分别与功率放大单元、线圈电流放大单元连接，所述功率放大单元外接压电驱动式微型电磁机器人内部的压电陶瓷致动器，所述线圈电流放大单元外接压电驱动式微型电磁机器人内部的线圈元件。
【技术特征摘要】
1.压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源，其特征在于包括供电电源、显示 单元、微处理器、定时器、多通道D/A转换器、功率放大单元和线圈电流放大单元，所述供电 电源分别与显示单元、微处理器、定时器、多通道D/A转换器、功率放大单元和线圈电流放 大单元连接；所述微处理器分别与显示单元、定时器、多通道D/A转换器连接，所述多通道 D/A转换器分别与功率放大单元、线圈电流放大单元连接，所述功率放大单元外接压电驱动 式微型电磁机器人内部的压电陶瓷致动器，所述线圈电流放大单元外接压电驱动式微型电 磁机器人内部的线圈元件。2.根据权利要求1所述的压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源，其特征在 于所述功率放大单元包括信号调节模块、比例-积分控制器模块、多级放大模块、主电路 限流模块、反馈补偿模块和过流保护模块，所述多通道D/A转换器与信号调节模块连接，所 述信号调节模块、比例-积分控制器模块、多级放大模块、主电路限流模块、过流保护模块 依次连接，所述反馈补偿模块与比例-积分控制器模块连接，所述反馈补偿模块、主电路限 流模块、多级放大模块均分别外接压电驱动式微型电磁机器人内部的压电陶瓷致动器；所 述多级放大模块、过流保护模块均与供电电源连接。3.根据权利要求2所述的压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源，其特征在 于所述信号调节模块包括第一运算放大器、第一电容、第二运算放大器、第一电阻、第二电 阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第三电阻和第四电阻均为可调电阻，所 述第四电阻的一端与多通道D/A转换器的第一输出端连接，其另一端接地，且其滑动端与 第二运算放大器的同相输入端连接，第二运算放大器的反相输入端与其输出端连接，第一 电阻的一端与第二运算放大器的输出端连接，另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的 另一端与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的反相输入端与其输出端连接； 第一电容的一端与第一运算放大器的同相输入端连接，另一端接地；第三电阻的一端接地， 另一端外接供电电源的直流参考电压输出端；第六电阻的一端与第一运算放大器的同相输 入端连接，其另一端与第三电阻的滑动端连接；所述比例-积分控制器模块连接在第一电 阻和第二电阻的公共端。4.根据权利要求3所述的压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源，其特征在 于所述比例-积分控制器模块包括第三运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第 二电容，所述第九电阻为可调电阻；所述第九电阻的一端接地，另一端与第八电阻的一端连 接，其滑动端接地；所述第八电阻的另一端与第三运算放大器的反相输入端连接；所述第 三运算放大器的同相输入端连接在信号调节模块的第一电阻和第二电阻之间；所述第三运 算放大器的输出端与多级放大模块连接；所述第七电阻的一端与第三运算放大器的反相输 入端连接，其另一端与第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端与第三运算放大器的 输出端连接；所述第三运算放大器的反相输入端与反馈补偿模块连接。5.根据权利要求4所述的压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源，其特征在 于所述多级放大模块包括第十电阻、第五电力场效应管、第十二电阻、第十三电阻、第十一 电阻、第三电力场效应管、第十六电阻、三极管、第十五电阻、第十四电阻、第十七电阻、第四 电力场效应管和第二十九电阻，所述第十电阻的一端与比例-积分控制器模块的第三运算 放大器的输出端连接，其另一端与第五电力场效应管的门极连接，第五电力场效应管的漏 极与主电路限流模块连接，第五电力场效应管的源极与第三电力场效应管的源极连接；第十二电阻的一端与第三电力场效应管的源极连接，其另一端与供电电源的负极低压直流 电压输出端连接；第十三电阻的一端与第三电力场效应管的门极连接，其另一端与供电电 源的负极低压直流电压输出端连接；第十一电阻的一端与第三电力场效应管的门极连接， 其另一端接地；第三电力场效应管的漏极与三极管的基极、主电路限流模块连接；第十六 电阻的一端与三极管的集电极连接，另一端与供电电源的负极低压直流电压输出端连接； 第十五电阻的一端与三极管的集电极连接，另一端与第四电力场效应管的门极连接；第 十四电阻的一端与三极管的发射极连接，另一端与第四电力场效应管的漏极连接；第十七 电阻的一端与第四电力场效应管的源极连接，另一端与第四电力场效应管的漏极连接；第 二十九电阻的一端接地，另一端分别与第四电力场效应管的漏极、主电路限流模块连接，且 所述另一端外接压电驱动式微型电磁机器人内部的压电陶瓷致动器。6.根据权利要求5所述的压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源，其特征在 于所述主电路限流模块包括第二稳压管、第二电力场效应管、第十九电阻、第十八电阻和 第三电容，所述第二稳压管的阳极与多级放大模块中的第三电力场效应管的漏极连接，其 阴极与第十九电阻的一端连接，第十九电阻的另一端与第二电力场效应管的门极连接；第 十八电阻的一端与所述第十九电阻的另一端连接，其另一端与多级放大模块的第五电力场 效应管的漏极、过流保护模块连接；第三电容的一端与第二电力场效应管的漏极连接，第二 电力场效应管的源极与多级放大模块的第二十九电阻的另一端连接，且外接压电驱动式微 型电磁机器人内部的压电陶瓷致动器。7.根据权利要求6所述的压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源，其特征在 于所述反馈补偿模块包括第二十电阻、第二十一电阻和第四电容，所述第二十一电阻的一 端与比例-积分控制器模块的第三运算放大器的反相输入端连接，其另一端与第四电容的 一端连接，第四电容的另一端外接压电驱动式微型电磁机器人内部的压电陶瓷致动器；第 二十电阻的一端与比例-积分控制器模块的第三运算放大器的反相输入端连接，其另一端 外接压电驱动式微型电磁机器人内部的压电陶瓷致动器。8.根据权利要求7所述的压电驱动式微型电磁机器人的一体式驱动电源，其特征在 于所述过流保护模块包括第一电力场效应管、第二十六电阻、第一稳压管、第六电容、第 二十七电阻、第二光耦、第二十八电...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜启亮，蓝雪松，田联房，张勤，青山尚之，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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