三维控制下超声波悬浮系统研究

为了实现超声驻波悬浮，课题组提出一种三维控制下超声波悬浮系统设计方案。首先，搭建4个9×9的超声波换能器平面阵列。其次，通过STM32单片机产生40 kHz的方波电信号，该电信号通过IRS2104半桥电路的驱动电路放大。放大后的电信号作用于超声波换能器，使之转换成对应40 kHz频率的超声波对射，产生驻波节点，实现泡沫小球的稳定悬浮和精准控制。最后，通过按键操作改变输入电压的大小与输入波形的相位，实现物体的上下、左右的三维移动。实验结果表明，通过超声驻波技术可实现微小物体的悬浮；同时为了提高悬浮能力和稳定性，可利用FPGA控制悬浮系统。