一种基于振动模态控制的微型双向爬行机器人制造技术

技术编号:40808548 阅读:28 留言:0更新日期:2024-03-28 19:31
本发明专利技术公开了一种基于振动模态控制的微型双向爬行机器人,包括支撑框架、驱动装置和动力系统,动力系统由弹性元件、柔性四连杆机构、爬行足组成。弹性元件一端固支在支撑框架上,一端与柔性四连杆机构相连。柔性四连杆机构另一端固支,其中段连接爬行足。弹性元件在不同频率激励下能产生不同振型,驱动装置可驱动弹性元件发生受迫振动,进而通过柔性四连杆机构带动爬行足相对地面实现双向爬行。当动力系统处于一阶振动时,机器人向前爬行;当动力系统处于二阶振动时,机器人向后倒退爬行;由此通过改变弹性元件的振动模态即从而控制机器人实现双向爬行运动。本发明专利技术结构简单,可靠性高,双向运动控制方便,微型化潜力大,爬行速度快。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微型机器人,具体是一种基于振动模态控制的可双向爬行的微型机器人。


技术介绍

1、微型爬行机器人具有尺寸小、运动敏捷、隐蔽性高等特点,在任务执行过程中,凭借其毫/厘米级的微型尺寸,能够进入狭小空间开展信息采集与探测等任务,在侦察、监视、灾后救援和损伤检测等军、民用领域具有非常重要的应用潜力。

2、现有微型爬行机器人经过多年的研究,在运动速度、转弯半径和跳跃高度等方面发展出了较好的运动性能。但是,当微型爬行机器人误入狭长堵塞通道需要退出通道时,由于通道太窄且封闭,导致机器人无法通过掉头、跳跃等方式摆脱困境,最终受困于通道内直到能源耗尽。而双向爬行能力能很好的解决上述困境,机器人通过沿着进入通道的轨迹倒退爬行,进而摆脱受困的局面。因此,实现双向爬行是微型机器人在非结构化的狭窄环境中提高任务执行能力与生存率的关键,为微型爬行机器人设计双向爬行能力对于提高其环境适应性和狭窄环境生存率具有重要意义。

3、目前,微型爬行机器人实现双向爬行运动功能的主要技术途径有两种:多驱动器组合与机身结构变形。其中,对于多驱动器组合方法,一种是增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于振动模态控制的微型双向爬行机器人,包括支撑框架、动力系统和驱动装置,其特征在于:

2.如权利要求1所述的基于振动模态控制的微型双向爬行机器人,其特征在于,所述动力系统振动模态的改变,是通过调整驱动装置对弹性元件的激振频率来实现;当驱动装置作用在弹性元件上的激振频率处于弹性元件一阶振动频率范围时,弹性元件处于一阶振动;当激振频率在弹性元件二阶振动频率范围时,弹性元件处于二阶振动。

3.如权利要求1或2所述的基于振动模态控制的微型双向爬行机器人,其特征在于,所述驱动装置为电磁驱动器,由永磁体(7)和线圈(5)组成,线圈(5)固定在支撑框架(3)上,永磁体(...

【技术特征摘要】

1.一种基于振动模态控制的微型双向爬行机器人,包括支撑框架、动力系统和驱动装置,其特征在于:

2.如权利要求1所述的基于振动模态控制的微型双向爬行机器人,其特征在于,所述动力系统振动模态的改变,是通过调整驱动装置对弹性元件的激振频率来实现;当驱动装置作用在弹性元件上的激振频率处于弹性元件一阶振动频率范围时,弹性元件处于一阶振动;当激振频率在弹性元件二阶振动频率范围时,弹性元件处于二阶振动。

3.如权利要求1或2所述的基于振动模态控制的微型双向爬行机器人,其特征在于,所述驱动装置为电磁驱动器,由永磁体(7)和线圈(5)组成,线圈(5)固定在支撑框架(3)上,永磁体(7)固定在弹性元件自由端上,线圈(5)和永磁体(7)同心设置;在线圈(5)上施加频率可调的交流电后,线圈(5)与永磁体(7)之间产生交变磁场与电磁力,从而驱动弹性元件受迫振动。

4.如权利要求3所述的基于振动模态控制的微型双向爬行机器人,其特征在于,所述电磁驱动器由电源(1)配合动力电路板(2)提供频率可调的交流电信号。

5.如权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘志伟喻贤闫晓军漆明净冷佳明
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1