吴　凡， 张卫平， 胡　楠， 邹　阳

(上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240)



微扑翼飞行器驱动电路设计*

吴凡， 张卫平， 胡楠， 邹阳

(上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240)

扑机械昆虫是很小、高机动的仿昆飞行机器人，在勘探、环境监测、搜索和救援、监视等一系列任务中非常有用。压电执行器有小尺寸、高效率、高功率密度的优势，这展示了在微机器人领域的应用前景。实验是通过升压转换器将3.7 V锂电池增加到250 V以上实现的。通过展现压电驱动器的驱动要求、电路拓扑和用于微机器人的压电驱动器的不同控制方式来探索驱动电路设计，并提出克级驱动电路。

微扑翼飞行器; 压电驱动器; 驱动电路; 升压转换器

0　引　言

应用于机器人，特别是在仿生机器人这种小尺寸机械系统中，小型化又能提供动力的驱动器有很多。近些年，一些驱动方式，如压电[1]、静电[2]和非传导弹性驱动器[3]已经被提出或已应用于微机器人。上述的驱动方式都是通过向不同电极充电或放电来产生高电压偏置实现机械输出的。电路实现主要有两个难点：1)从低压电源获得高压驱动信号。2)回收未使用的能量。

大多数的小型能量源都可以适用于微机器人应用，比如锂电池、超级电容器[4]、太阳能电池[5]、燃料电池都可以产生小于5 V电压。通常，压电陶瓷驱动器的电压转换电路需要有50～100 L压率。所以,需要慎重地选择并最优电压转换电路，以避免质量大、效率低的电路降低系统整体性能。……