CN106774293A - 一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法,包括以下步骤:第一步:基于模态分析结果与模态叠加理论,对高阶振动模态进行截断,针对低阶模态的振型与频率构造了柔性足的多刚体有限自由度模型;第二步:基于Hertz接触理论与Coulomb摩擦理论建立了柔性足与行走表面的碰撞模型;第三步:搭建实验系统测量了碰撞引起的柔性足运动参数的变化,结合参数分析与综合,对碰撞模型参数进行了辨识。本发明的基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法,移动机构利用柔性足的弹性变形和振动实现运动,在行走表面的约束作用下,柔性足在振动的同时会与行走表面发生碰撞,基体、柔性足与行走表面构成了一个碰撞振动系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人移动机构设计方法,具体涉及一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法,属于智能电子产品技术领域。
背景技术
如今机器人已经进入生活当中的各个领域,如用于农业生产的农药喷洒机器人、采摘机器人等,用于军事的排雷机器人、侦查机器人及无人战车等,以及用于空间探测的双臂机器人、用于医疗的心脏手术机器人、腔镜手术支援机器人,用于灾难救援的模块化可重构机器人、蛇形机器人、履带救援机器人、用于家庭服务的娱乐机器人、真空吸尘机器人及除草机器人等;随着技术的不断发展,机器人的发展趋于小型化、智能化,微小型机器人的特征尺度小,一般只有几个毫米到几十毫米,要在如此小的空间内,将致动器、执行器、传感器、控制器及能量供给系统、通信系统等高度集成,采用传统的方法难以实现。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决上述问题,本发明提出了一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法,移动机构利用柔性足的弹性变形和振动实现运动,在行走表面的约束作用下,柔性足在振动的同时会与行走表面发生碰撞,基体、柔性足与行走表面构成了一个碰撞振动系统。
(二)技术方案
本发明的基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法,包括以下步骤:
第一步:基于模态分析结果与模态叠加理论,对高阶振动模态进行截断,针对低阶模态的振型与频率构造了柔性足的多刚体有限自由度模型,实现了对无限自由度碰撞振动系统的降维处理;
第二步:基于Hertz接触理论与Coulomb摩擦理论建立了柔性足与行走表面的碰撞模型;
第三步:搭建实验系统测量了碰撞引起的柔性足运动参数的变化,结合参数分析与综合,对碰撞模型参数进行了辨识。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明的基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法,移动机构利用柔性足的弹性变形和振动实现运动,在行走表面的约束作用下,柔性足在振动的同时会与行走表面发生碰撞,基体、柔性足与行走表面构成了一个碰撞振动系统。
具体实施方式
一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法,包括以下步骤:
第一步:基于模态分析结果与模态叠加理论,对高阶振动模态进行截断,针对低阶模态的振型与频率构造了柔性足的多刚体有限自由度模型,实现了对无限自由度碰撞振动系统的降维处理;
第二步:基于Hertz接触理论与Coulomb摩擦理论建立了柔性足与行走表面的碰撞模型;
第三步:搭建实验系统测量了碰撞引起的柔性足运动参数的变化,结合参数分析与综合,对碰撞模型参数进行了辨识。
本发明的基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法,移动机构利用柔性足的弹性变形和振动实现运动,在行走表面的约束作用下,柔性足在振动的同时会与行走表面发生碰撞,基体、柔性足与行走表面构成了一个碰撞振动系统。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下,本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。
Claims (1)
1.一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法,其特征在于:包括以下步骤:
第一步:基于模态分析结果与模态叠加理论,对高阶振动模态进行截断,针对低阶模态的振型与频率构造了柔性足的多刚体有限自由度模型,实现了对无限自由度碰撞振动系统的降维处理;
第二步:基于Hertz接触理论与Coulomb摩擦理论建立了柔性足与行走表面的碰撞模型;
第三步:搭建实验系统测量了碰撞引起的柔性足运动参数的变化,结合参数分析与综合,对碰撞模型参数进行了辨识。
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CN109514556A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-26 | 南京理工大学 | 柔性仿人机械手手指摩擦碰撞瞬态响应的计算方法 |
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Cited By (2)
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Application publication date: 20170531 |