Portable, High-Frequency, and High-Voltage Control Circuits for Untethered Miniature Robots Driven by Dielectric Elastomer Actuators

要約

この作業では、誘電体エラストマーアクチュエータ（DEA）の無装置アプリケーションのための高電圧、高周波制御回路を提案します。
回路基板は、0〜1 kHzの範囲の周波数に適したコンパクトサイズ内で最大1.8 kVの制御電圧に直列に接続された低電圧抵抗成分を活用します。
シングルチャネル制御ボードの重量はわずか2.5 gです。
さまざまな負荷条件と電源で制御回路の性能をテストしました。
この制御回路に基づいて、市販のミニチュア高電圧電力コンバーターとともに、円筒形のDEAによって駆動される無関係のクロールロボットを構築します。
42 gの無溶解したロボットは、15 Hzの駆動周波数でベンチおよびパイプライン内でrawる移動を正常に取得し、同時にオンボードカメラとアンテナを介してリアルタイムのビデオデータを送信しました。
私たちの作業は、低電圧制御電子機器を使用して、DEAの無視された運転を実現するための実用的な方法を提供します。

要約(オリジナル)

In this work, we propose a high-voltage, high-frequency control circuit for the untethered applications of dielectric elastomer actuators (DEAs). The circuit board leverages low-voltage resistive components connected in series to control voltages of up to 1.8 kV within a compact size, suitable for frequencies ranging from 0 to 1 kHz. A single-channel control board weighs only 2.5 g. We tested the performance of the control circuit under different load conditions and power supplies. Based on this control circuit, along with a commercial miniature high-voltage power converter, we construct an untethered crawling robot driven by a cylindrical DEA. The 42-g untethered robots successfully obtained crawling locomotion on a bench and within a pipeline at a driving frequency of 15 Hz, while simultaneously transmitting real-time video data via an onboard camera and antenna. Our work provides a practical way to use low-voltage control electronics to achieve the untethered driving of DEAs, and therefore portable and wearable devices.

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