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一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人的制作方法

文檔序號:10026307閱讀:444來源:國知局
一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及微驅(qū)動技術(shù)和機器人技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]微驅(qū)動技術(shù)和機器人技術(shù)交叉結(jié)合所產(chǎn)生的微型機器人已經(jīng)成為當(dāng)今科學(xué)研究和工程應(yīng)用領(lǐng)域新的熱點。微型機器人以其體積小、機動靈活和節(jié)約能源等優(yōu)點,在微機電系統(tǒng)組裝、工業(yè)檢測、生物醫(yī)療、光學(xué)工程等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]現(xiàn)有的微型機器人在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面通常包括驅(qū)動足、驅(qū)動電機等,這種微型機器人的缺陷在于,其耗能高,易發(fā)熱,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,存在電磁干擾等問題。
[0004]因此,針對上述技術(shù)問題,有必要提供一種克服上述問題的微型機器人。
[0005]壓電陶瓷作為一種能夠?qū)C械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料,具有壓電效應(yīng),利用其逆壓電效應(yīng),可以制作微型驅(qū)動器,且微型壓電驅(qū)動器具有結(jié)構(gòu)簡單,易于微型化,能耗低,不受電磁干擾等諸多優(yōu)點,因此,如何實現(xiàn)壓電微型驅(qū)動器應(yīng)用于微型機器人將是一個非常值得研究的方向。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對以上問題,本實用新型提供一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,本實用新型以壓電陶瓷元件作為動力源,通過控制壓電陶瓷驅(qū)動器控制機器人的運行姿態(tài),結(jié)構(gòu)簡單輕便,能耗低,不受電磁干擾影響,能實現(xiàn)任意方向的移動,實用性強,為達此目的,本實用新型提供一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,包括壓電疊堆左腿、壓電疊堆后腿、壓電疊堆前腿、壓電疊堆右腿、壓電疊堆前梁、壓電疊堆后梁、壓電疊堆左梁、壓電疊堆右梁和連接鋁塊,所述壓電疊堆左腿、壓電疊堆后腿、壓電疊堆前腿、壓電疊堆右腿分別構(gòu)成機器人的四個足,壓電疊堆前梁和壓電疊堆后梁通過連接鋁塊構(gòu)成縱向移動梁,壓電疊堆左梁和壓電疊堆右梁通過連接鋁塊構(gòu)成橫向移動梁,各壓電疊堆通過環(huán)氧膠與連接鋁塊粘結(jié)。
[0007]作為本實用新型的進一步改進,所述壓電疊堆均由N片圓形壓電陶瓷片通過環(huán)氧膠粘結(jié)形成,且N多2,本實用新型可根據(jù)實際需要設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的圓形壓電陶瓷片。
[0008]作為本實用新型的進一步改進,形成壓電疊堆的各壓電陶瓷片電學(xué)串聯(lián)連接,且沿厚度方向極化,通過以上設(shè)置發(fā)電效率較高。
[0009]作為本實用新型的進一步改進,所述四足機器人還包括電源和控制驅(qū)動電路,所述電源為壓電陶瓷片供電,壓電陶瓷片可通過電源進行供電。
[0010]本實用新型提供一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,本實用新型通過設(shè)置壓電疊堆左腿、壓電疊堆后腿、壓電疊堆前腿、壓電疊堆右腿、壓電疊堆前梁、壓電疊堆后梁、壓電疊堆左梁、壓電疊堆右梁和連接鋁塊,可以將交變激勵電壓轉(zhuǎn)換為壓電疊堆的伸縮變形,通過控制各個壓電疊堆的伸縮變形實現(xiàn)微型機器人任意方向的移動。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型中壓電疊堆的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0012]圖2是本實用新型的俯視圖;
[0013]圖3是本實用新型的主視圖。
[0014]具體部件如下:
[0015]1、壓電疊堆左腿;11、壓電陶瓷片;
[0016]12、環(huán)氧膠;2、壓電疊堆后腿;
[0017]3、壓電疊堆前腿;4、壓電疊堆右腿;
[0018]5、壓電疊堆前梁;6、壓電疊堆后梁;
[0019]7、壓電疊堆左梁;8、壓電疊堆右梁;
[0020]9、連接鋁塊。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和實施例對實用新型做詳細(xì)的說明:
[0022]本實用新型提供一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,本實用新型以壓電陶瓷元件作為動力源,通過控制壓電陶瓷驅(qū)動器控制機器人的運行姿態(tài),結(jié)構(gòu)簡單輕便,能耗低,不受電磁干擾影響,能實現(xiàn)任意方向的移動,實用性強。
[0023]結(jié)合圖1、圖2和圖3所示,本實用新型提供一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,包括壓電疊堆左腿1、壓電疊堆后腿2、壓電疊堆前腿3、壓電疊堆右腿4、壓電疊堆前梁5、壓電疊堆后梁6、壓電疊堆左梁7、壓電疊堆右梁8和連接鋁塊9,下面分別介紹。
[0024]壓電疊堆左腿1、壓電疊堆后腿2、壓電疊堆前腿3、壓電疊堆右腿4分別構(gòu)成機器人的四個足,壓電疊堆前梁5和壓電疊堆后梁6通過連接鋁塊9構(gòu)成機器人的縱向移動梁,壓電疊堆左梁7和壓電疊堆右梁8通過連接鋁塊9構(gòu)成機器人的橫向移動梁,各壓電疊堆通過環(huán)氧膠12與連接鋁塊9粘結(jié);壓電疊堆均由N片圓形壓電陶瓷片11通過環(huán)氧膠12粘結(jié)形成,圓形壓電陶瓷片11的數(shù)量可根據(jù)實際情況進行選擇,且N多2,配合圖1所示,形成壓電疊堆的各壓電陶瓷片11電學(xué)串聯(lián)連接,且沿厚度方向極化,用以借助逆壓電效應(yīng)將交變激勵電壓轉(zhuǎn)化為壓電陶瓷片11沿厚度方向的伸縮變形,通過電學(xué)串聯(lián)多片壓電陶瓷片11可以實現(xiàn)壓電疊堆沿厚度方向伸縮變形的成倍擴大。
[0025]本實施例在工作時,將交流激勵電源分別與壓電疊堆中壓電陶瓷片11的正負(fù)極相連,在正弦交流電壓信號的作用下,根據(jù)逆壓電效應(yīng),各個壓電陶瓷片11將沿厚度方向產(chǎn)生伸縮變形,通過將各個壓電陶瓷片11電學(xué)串聯(lián),可以實現(xiàn)各個壓電陶瓷片11沿厚度方向輸出位移的疊加,最終驅(qū)動機器人移動。
[0026]微型機器人移動時,分別控制各壓電疊堆上施加的正弦交流電壓信號即可實現(xiàn)方向可控的移動。例如,直線向前移動時,先控制壓電疊堆前腿3收縮,壓電疊堆前梁5伸長,然后壓電疊堆前腿3伸長至原長度,接著,壓電疊堆左腿1、壓電疊堆后腿2和壓電疊堆右腿4收縮,與此同時,壓電疊堆前梁5收縮,最后,壓電疊堆左腿1、壓電疊堆后腿2和壓電疊堆右腿4伸長至原長度,此時,微型機器人已經(jīng)直線向前移動了一個步伐。微型機器人向左、向右及向后移動時,其原理都是類似的,由于微型機器人設(shè)置了壓電疊堆前梁5、壓電疊堆后梁6、壓電疊堆左梁7、壓電疊堆右梁8,因此,通過控制微型機器人在前后左右四個方向的不同移動位移,即可到達任意位置處,即實現(xiàn)任意方向的移動。
[0027]綜上所述,本實用新型提出的一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,以壓電陶瓷片11作為動力源,通過控制壓電陶瓷片11控制機器人的運行姿態(tài),結(jié)構(gòu)簡單輕便,能耗低,不受電磁干擾影響,能實現(xiàn)任意方向的移動,實用性強。
[0028]以上所述,僅是本實用新型的較佳實施例而已,并非是對本實用新型作任何其他形式的限制,而依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)所作的任何修改或等同變化,仍屬于本實用新型所要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,包括壓電疊堆左腿(I)、壓電疊堆后腿(2)、壓電疊堆前腿(3)、壓電疊堆右腿(4)、壓電疊堆前梁(5)、壓電疊堆后梁(6)、壓電疊堆左梁(7)、壓電疊堆右梁(8)和連接鋁塊(9),其特征在于:所述壓電疊堆左腿(1)、壓電疊堆后腿(2)、壓電疊堆前腿(3)、壓電疊堆右腿(4)分別構(gòu)成機器人的四個足,壓電疊堆前梁(5)和壓電疊堆后梁(6)通過連接鋁塊(9)構(gòu)成縱向移動梁,壓電疊堆左梁(7)和壓電疊堆右梁(8 )通過連接鋁塊(9 )構(gòu)成橫向移動梁,各壓電疊堆通過環(huán)氧膠(12)與連接鋁塊(9 )粘結(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,其特征在于:所述壓電疊堆均由N片圓形壓電陶瓷片(11)通過環(huán)氧膠(12)粘結(jié)形成,且N彡2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,其特征在于:形成壓電疊堆的各壓電陶瓷片(11)電學(xué)串聯(lián)連接,且沿厚度方向極化。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,其特征在于:所述四足機器人還包括電源和控制驅(qū)動電路,所述電源為壓電陶瓷片(11)供電。
【專利摘要】本實用新型公開一種微型壓電驅(qū)動平移四足機器人,包括壓電疊堆左腿、壓電疊堆后腿、壓電疊堆前腿、壓電疊堆右腿、壓電疊堆前梁、壓電疊堆后梁、壓電疊堆左梁、壓電疊堆右梁和連接鋁塊。壓電疊堆左腿、壓電疊堆后腿、壓電疊堆前腿、壓電疊堆右腿分別構(gòu)成機器人的四個足,壓電疊堆前梁和壓電疊堆后梁通過連接鋁塊構(gòu)成縱向移動梁,壓電疊堆左梁和壓電疊堆右梁通過連接鋁塊構(gòu)成橫向移動梁,各壓電疊堆通過環(huán)氧膠及連接鋁塊粘結(jié);所述壓電疊堆由多片圓形壓電陶瓷片通過環(huán)氧膠粘結(jié)形成,且各壓電陶瓷片電學(xué)串聯(lián)連接。此微型機器人通過壓電驅(qū)動元件的逆壓電效應(yīng)將交變激勵電壓轉(zhuǎn)換為壓電疊堆的伸縮變形,可實現(xiàn)機器人任意方向的移動。
【IPC分類】B25J7/00, B25J13/00
【公開號】CN204935633
【申請?zhí)枴緾N201520745330
【發(fā)明人】劉祥建, 李曉暉, 羅衛(wèi)平, 王珺
【申請人】金陵科技學(xué)院
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月24日
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