一种感知环境变化的微型压电式机器人及环境感知方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种感知环境变化的微型压电式机器人及环境感知方法
本专利技术涉及一种感知环境变化的微型压电式机器人及环境感知方法，属智能结构及系统领域。
技术介绍
当今智能机器人三大核心技术模块：环境感知模块、运动控制模块、人机交互及识别模块。其中环境感知包括：空间气流传感，气压传感等，这类环境感知机器人将广泛应用于医疗监控，微管道安全检测，水下探测等领域。传统具有环境变化感知能力的机器人，利用装载在机器人上的摄像头，热阻流速传感器，超声波传感器作为其嗅觉传感系统来实现周围环境变化的动态检测。然而，上述智能机器人往往结构复杂、整体结构较大，即不易微型化并且传感精度低，所以限制了其应用范围。
技术实现思路
针对目前智能机器人体积过大、传感精度不足的缺点，本专利技术提供了一种感知环境变化的微型压电机器人，将压电材料的正压电效应和逆压电效应，通过建立信号处理和驱动的一体化控制方法，实现该机器人对环境中流速(矢量)、压强(矢量)的感知，同时驱动其快速定位和运动。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种感知环境变化的微型压电式机器人，所述机器人包括压电纤维阵列传感器1、微型压电行走机...
【技术保护点】
一种感知环境变化的微型压电式机器人，其特征在于，所述机器人包括压电纤维阵列传感器(1)、微型压电行走机器人(2)、导电薄膜(3)、信号处理芯片(4)以及驱动控制芯片(5)；其中，所述微型压电行走机器人(2)上部设有压电纤维阵列传感器(1)、导电薄膜(3)、信号处理芯片(4)以及驱动控制芯片(5)，所述压电纤维阵列传感器(1)采集环境变化的电信号，其上设有导电薄膜(3)，通过所述导电薄膜(3)连接到信号处理芯片(4)上；所述微型压电行走机器人(2)上部设有柔性足(13)，所述柔性足(13)连接驱动控制芯片(5)。
【技术特征摘要】
1.一种感知环境变化的微型压电式机器人，其特征在于，所述机器人包括压电纤维阵列传感器(1)、微型压电行走机器人(2)、导电薄膜(3)、信号处理芯片(4)以及驱动控制芯片(5)；其中，所述微型压电行走机器人(2)上部设有压电纤维阵列传感器(1)、导电薄膜(3)、信号处理芯片(4)以及驱动控制芯片(5)，所述压电纤维阵列传感器(1)采集环境变化的电信号，其上设有导电薄膜(3)，通过所述导电薄膜(3)连接到信号处理芯片(4)上；所述微型压电行走机器人(2)上部设有柔性足(13)，所述柔性足(13)连接驱动控制芯片(5)。2.根据权利要求1所述的一种感知环境变化的微型压电式机器人，其特征在于，所述的微型压电行走机器人(2)包括压电陶瓷片(6)、运动柔性足(13)、基体(14)、连接微梁(15)；所述基体(14)为金属材料，其包括若干个，并排放置，每个基体(14)上连接有运动柔性足(13)，所述基体(14)通过连接微梁(15)连接成整体；所述连接微梁(15)连接有导电薄膜(3)，所述导电薄膜(3)分布在各基体(14)上，为基体(14)上的电子器件提供电连接；所述基体(14)均设有信号处理芯片(4)、驱动控制芯片(5)以及压电陶瓷片(6)。3.根据权利要求2所述的一种感知环境变化的微型压电式机器人，其特征在于，其中所述压电陶瓷片(6)采用pzt-8型，所述基体(14)有两个，为双梁对称结构，压电陶瓷片(6)与基体(14)采用航空胶胶合；所述柔性足(13)材质为磷青铜，一共4只足，其结构为垂直于基体(14)的梁，或与基体(14)成角度，所述柔性足(13)与基体(14)采用航空胶胶合固化；所述连接微梁(15)采用低密度高强度材料，其两端分别与基体(14)表面胶合。4.根据权利要求3所述的一种感知环境变化的微型压电式机器人，其特征在于，所述柔性足(13)为矩形足或者倒三角足。5.根据权利要求3所述的一种感知环境变化的微型压电式机器人，其特征在于，所述的信号处理芯片(4)包括电路放大模块、滤波降噪模块、数模转换ADC模块、算法控制模块、存储处理模块和能量收集模块；受环境中流速突变产生的压电感应电荷Qm，即所述压电纤维阵列传感器(1)检测到的信号，经电路放大模块将电荷转化为电压信号并对该信号进行增益的放大处理，再通过滤波降噪模块对该电压信号进行工频干扰、基线漂移进行噪声预处理并采用低通滤波进行信号滤波；将滤波后电信号进过ADC模块将电路转换成数字信号后送入信号处理模块，得到时域信号U-t，并提取流速特征值，即感应电压冲击值U0-p；进而通过算法控制模块实...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭瀚旻，胡捷，姚新科，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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