可单元件驱动的双自由度双稳态爬行机器人及驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种可单元件驱动的双自由度双稳态爬行机器人及驱动方法，该爬行机器人由机器人壳体、双稳态调整机构、驱动元件、柔性刷毛腿和拉杆组成。本发明专利技术旨在提供一种结构简单，质量轻，便于携带，体积小巧，只依赖单驱动原件即可实现双自由度运动的双稳态爬行机器人。人。人。

【技术实现步骤摘要】
可单元件驱动的双自由度双稳态爬行机器人及驱动方法


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种可单元件驱动的双自由度双稳态爬行机器人及驱动方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展，在国防、航天航空、农业、通讯、管道运输等各类领域对微型机器人提出了更高的要求，科学技术的不断进步使得研究人员着力于开发各类别微型机器人。微型机器人具有体积小、重量轻、推重比大、灵活度高等优点，可搭载通信、控制、监测等负载按照预定的路线进行前行，可部署在人和中大型机器人难以到达的地方，如狭窄的缝隙环境，幽闭的管道空间和狭小的建筑结构内。其中微型爬行机器人因其结构简单，驱动方法简单，运动速度快而得到了大量的关注。在管道探测等方面取得了广泛的应用，并发挥着日益重要的作用。
[0003]但大多数的微型爬行机器人在大尺度范围内使用差分的形势配置多个驱动器或者电机来实现转向能力和爬行往返运动，并且拥有多个驱动器使得爬行机器人的尺寸大小难以保持很小的结构尺寸，不利于结构的缩小，严重影响了微型爬行机器人的应用。

技术实现思路
<br/>[0004]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可单元件驱动的双自由度双稳态爬行机器人，其特征在于：所述机器人为微型爬行机器人，采用3D打印技术进行一体化加工；该微型爬行机器人包括机器人壳体(1)、双稳态调整机构(2)、菱形环(3)、驱动元件(4)、拉杆(5)和柔性刷毛腿(6)；其中一对双稳态调整机构(2)与菱形环(3)一同设置在机器人壳体(1)下方，双稳态调整机构(2)位于菱形环(3)的两侧，驱动元件(4)内嵌于菱形环(3)的内部；拉杆(5)位于菱形环(3)的侧端，将菱形环(3)与两侧的双稳态调整机构(2)连接起来；柔性刷毛腿(6)则位于机器人壳体(1)下方两侧，与机器人壳体(1)在其水平方向上存在预设的角度。2.根据权利1所述的一种可单元件驱动的双自由度双稳态爬行机器人，其特征在于：基于该爬行机器人的固有频率特征，该爬行机器人采用共振与摩擦的方法完成前行与后退双向运动，具体采用音圈电机作为驱动元件(4)完成驱动；通过仿真计算，该爬行机器人在低阶固有频率下会呈现向前运动的趋势，在高阶固有频率下会呈现向后的运动趋势，因此通过给音圈电极加载不同频率的驱动电压使得驱动元件(4)带着该爬行机器人一同振动，并且由于柔性刷毛腿(6)与地面之间摩擦力的存在，使得该爬行机器人完成前行与后退运动，即在低激励频率下会完成前行运动，在高激励频率下会完成后退运动。3.权利要求1所述的一种可单元件驱动的双自由度双稳态爬行机器人，其特征在于：双稳态调整机构(2)由主体固定端(2
‑
1)、质量块(2
‑
2)、外侧推杆(2
‑
3)和柔性梁(2
‑
4)组成；其中固定端(2
‑
1)、质量块(2
‑
2)和外侧推杆(2
‑
3)之间通过柔性梁(2
‑
4)连接，两个质量块(2
‑
2)对称放置在外侧推杆(2
‑
3)的两侧，且外侧推杆(2
‑
3)与固定端(2
‑
1)的对称线重合，整个双稳态调整机构(2)为对称结构，将其称为第一稳态；外侧推杆(2
‑
3)的外侧凹面处与一侧的柔性刷毛腿(6)互相接触，当外侧推杆(2
‑
3)沿着横向方向外推时，则顶起与外侧推杆(2
‑
3)相接触的柔性刷毛腿(6)。4.权利要求1至3任一项所述的一种可单元件驱动的双自由度双稳态爬行机器人的驱动方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟崇朴，李言彧，徐明龙，宋思扬，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：