CN101502959B - 一种谐振式微小型机器人移动机构 - Google Patents
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Abstract
一种谐振式微小型机器人移动机构，它涉及一种微小型机器人移动机构。本发明的目的是为了解决现有的微小型机器人移动机构存在的结构复杂，不易小型化、移动速度慢和分辨力低的问题。本发明的柔性足本体(1)的末端向下弯折，柔性足本体(1)呈竖直状态的部分为足(1-1)，柔性足本体(1)呈水平状态的部分为根(1-2)，上压电膜(2)和下压电膜(3)分别粘接在柔性足本体(1)的根(1-2)的上端面和下端面上，至少三个柔性足(5)分布在基体(6)上，且通过柔性足本体(1)的根(1-2)与基体(6)的下端面固接。本发明的移动机构无传动副，具有结构简单、易于小型化，且运动速度快、分辨力高的优点，可以极大提高微小型机器人的运动性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种微小型机器人移动机构。
背景技术
微小型移动机器人以其体积小、机动灵活和节约能源等优点，在工业检测、微机电系统组装、微外科手术、生物工程和光学工程等领域有着广阔的应用前景，并逐渐成为了机器人研究的热点领域。将传统的轮、履式和腿足式机器人小型化后研制出的微小型移动机器人，其结构复杂且不易小型化，考虑到尺度效应，其小型化后的运动性能也大打折扣，难以满足微小型移动机器人的作业要求。因此，有学者提出了以尺蠖式为代表的准静态移动机构和以粘滑式、惯性冲击式为代表的惯性移动机构。但静态移动机构的移动速度慢，分辨力低，只能适应少数的作业任务。而随着尺寸的进一步下降，表面效应将取代质量成为影响机器人运动的主要因素，基于惯性的移动机构面临失效的危险。寻求简单、高效的新型移动机构是微小型机器人研究要解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的微小型机器人移动机构存在的结构复杂，不易小型化、移动速度慢和分辨力低的问题，进而提供一种谐振式微小型机器人移动机构。
本发明的技术方案是：一种谐振式微小型机器人移动机构由基体和至少三个柔性足组成，每个柔性足均由柔性足本体、上压电膜和下压电膜组成，所述柔性足本体的末端向下弯折，柔性足本体呈竖直状态的部分为足，柔性足本体呈水平状态的部分为根，所述上压电膜粘接在柔性足本体的根的上端面上，所述下压电膜粘接在柔性足本体的根的下端面上，所述至少三个柔性足分布在基体上，且通过柔性足本体的根与基体的下端面固接。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过上压电膜和下压电膜激励柔性足产生谐振，进而驱动机器人运动。本发明的移动机构无传动副，具有结构简单、易于小型化，且运动速度快、分辨力高的优点，可以极大提高微小型机器人的运动性能。
附图说明
图1本发明的整体结构轴测图，图2是柔性足的整体结构轴测图，图3是柔性足的整体结构主视图。
具体实施方式
具体实施方式一：(参见图1～图3)本实施方式的一种谐振式微小型机器人移动机构由基体6和至少三个柔性足5组成，每个柔性足5均由柔性足本体1、上压电膜2和下压电膜3组成，所述柔性足本体1的末端向下弯折，柔性足本体1呈竖直状态的部分为足1-1，柔性足本体1呈水平状态的部分为根1-2，所述上压电膜2粘接在柔性足本体1的根1-2的上端面上，所述下压电膜3粘接在柔性足本体1的根1-2的下端面上，所述至少三个柔性足5分布在基体6上，且通过柔性足本体1的根1-2与基体6的下端面固接。
具体实施方式二：(参见图1)本实施方式的柔性足5的数量为三～六个。如此设置，运动性能更好，适用范围更广。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：(参见图1)本实施方式的柔性足5的数量为四个，所述基体6沿其长度方向的两侧面上各设置有两个柔性足5。如此设置，运动性能更好。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
本发明的工作原理：仿照爬行动物的肢体，将柔性足5分布在基体6上，当给上压电膜2和下压电膜3施加正向电压时，上压电膜2伸长，下压电膜3缩短，柔性足向下弯曲；当给上压电膜2和下压电膜3施加反向电压时，下压电膜3伸长，上压电膜2缩短，柔性足向上弯曲，按一定频率交替改变电压极性，会激发柔性足5产生谐振。柔性足5的足1-1与地面产生微观的碰撞与摩擦，这些碰撞与摩擦的积累就产生了机器人宏观的驱动效果。
Claims (3)
1.一种谐振式微小型机器人移动机构，它由基体(6)和至少三个柔性足(5)组成，所述至少三个柔性足(5)分布在基体(6)上，其特征在于：每个柔性足(5)均由柔性足本体(1)、上压电膜(2)和下压电膜(3)组成，所述柔性足本体(1)的末端向下弯折，柔性足本体(1)呈竖直状态的部分为足(1-1)，柔性足本体(1)呈水平状态的部分为根(1-2)，所述上压电膜(2)粘接在柔性足本体(1)的根(1-2)的上端面上，所述下压电膜(3)粘接在柔性足本体(1)的根(1-2)的下端面上，至少三个柔性足(5)通过柔性足本体(1)的根(1-2)与基体(6)的下端面固接。
2.根据权利要求1所述一种谐振式微小型机器人移动机构，其特征在于：所述柔性足(5)的数量为三～六个。
3.根据权利要求1所述一种谐振式微小型机器人移动机构，其特征在于：所述柔性足(5)的数量为四个，所述基体(6)沿其长度方向的两侧面上各设置有两个柔性足(5)。
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