[發明專利]一種機器人的碰撞與滑復合驅動機構設計方法

在審

• 申請號: 201510805270.4
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN106777418A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 樸松昊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工大天才智能科技有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種機器人移動機構設計方法，具體涉及一種機器人的碰撞與滑復合驅動機構設計方法，屬于智能電子產品技術領域。

背景技術

微小型機器人具有如此廣闊應用領域，其操作對象也“五花八門”，從生物組織到微小齒輪，但大部分作業對象的尺度都在微米級甚至更小(如大多數花粉的直徑在20~50um，一個正常細胞只有7um大)，這就要求機器人必須具備很高的定位精度和較快的移動速度才能高效的完成這些特殊的作業任務；例如，由兩個機器人配合實現微小軸孔的裝配，首先需要兩個機器人分別在不同的零件存放區抓取軸和孔，搬運到顯微鏡下，為了具備實用性，在這一過程中機器人應具備盡可能快的移動速度；然后在顯微鏡下完成裝配，這一過程要求機器人具備很高的絕對定位精度，移動機器人要在非完整約束下實現很高的絕對定位精度就必須具備很高的運動分辨力，可見，微小型機器人特殊的作業任務對微小型機器人的運動性能提出了近乎矛盾的要求：高的移動速度和高的運動分辨力。

發明內容

（一）要解決的技術問題

為解決上述問題，本發明提出了一種機器人的碰撞與滑復合驅動機構設計方法，綜合考慮基體、柔性足行走表面之間的耦合關系對粘滑驅原理與碰撞力驅動原理進行了研究，碰撞和粘滑復合驅動微小型機器人移動機構具有較高的綜合性。

（二）技術方案

本發明的機器人的碰撞與滑復合驅動機構設計方法，包括以下步驟：

第一步：基于柔性足的有限自由度模型與碰撞模型對機構的粘滑驅動原理進行分析，將粘滑驅動過程分為粘滯階段與振動滑移階段，分別進行靜力學與瞬態動力學分析，得到運動分辨力與驅動電壓之間的關系；

第二步：基于數值仿真的方法研究簡諧激勵與碰撞力雙重作用下柔性足的運動狀態，得到在一定范圍內增加激勵頻率，柔性足的運動經擬周期過渡到混沌；

第三步：研制碰撞一粘滑復合驅動微小型機器人移動機構樣機，并搭建實驗系統，通過粘滑驅動實驗與碰撞力驅動實驗驗證了理論分析結果的正確性。

（三）有益效果

與現有技術相比，本發明的機器人的碰撞與滑復合驅動機構設計方法，綜合考慮基體、柔性足行走表面之間的耦合關系對粘滑驅原理與碰撞力驅動原理進行了研究，碰撞和粘滑復合驅動微小型機器人移動機構具有較高的綜合性。

具體實施方式

一種機器人的碰撞與滑復合驅動機構設計方法，包括以下步驟：

第一步：基于柔性足的有限自由度模型與碰撞模型對機構的粘滑驅動原理進行分析，將粘滑驅動過程分為粘滯階段與振動滑移階段，分別進行靜力學與瞬態動力學分析，得到運動分辨力與驅動電壓之間的關系；

第二步：基于數值仿真的方法研究簡諧激勵與碰撞力雙重作用下柔性足的運動狀態，得到在一定范圍內增加激勵頻率，柔性足的運動經擬周期過渡到混沌；

第三步：研制碰撞一粘滑復合驅動微小型機器人移動機構樣機，并搭建實驗系統，通過粘滑驅動實驗與碰撞力驅動實驗驗證了理論分析結果的正確性。

上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的構思和范圍進行限定。在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域普通人員對本發明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發明的保護范圍，本發明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。