一种微型压电驱动平移四足机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微驱动技术和机器人技术领域，特别是涉及一种微型压电驱动平移四足机器人。
【背景技术】
[0002]微驱动技术和机器人技术交叉结合所产生的微型机器人已经成为当今科学研究和工程应用领域新的热点。微型机器人以其体积小、机动灵活和节约能源等优点，在微机电系统组装、工业检测、生物医疗、光学工程等领域有着广阔的应用前景。
[0003]现有的微型机器人在结构设计方面通常包括驱动足、驱动电机等，这种微型机器人的缺陷在于，其耗能高，易发热，结构复杂，存在电磁干扰等问题。
[0004]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种克服上述问题的微型机器人。
[0005]压电陶瓷作为一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，具有压电效应，利用其逆压电效应，可以制作微型驱动器，且微型压电驱动器具有结构简单，易于微型化，能耗低，不受电磁干扰等诸多优点，因此，如何实现压电微型驱动器应用于微型机器人将是一个非常值得研究的方向。
【实用新型内容】
[0006]针对以上问题，本实用新型提供一种微型压电驱动平移四足机器人，本实用新型以压电陶瓷元件作为动力源，通过控制压电陶瓷驱动器控制机器人的运行姿态，结构简单轻便，能耗低，不受电磁干扰影响，能实现任意方向的移动，实用性强，为达此目的，本实用新型提供一种微型压电驱动平移四足机器人，包括压电叠堆左腿、压电叠堆后腿、压电叠堆前腿、压电叠堆右腿、压电叠堆前梁、压电叠堆后梁、压电叠堆左梁、压电叠堆右梁和连接铝块，所述压电叠堆左腿、压电叠堆后腿、压电叠堆前腿、压电叠堆右腿分别构成机器人的四个足，压电叠堆前梁和压电叠堆后梁通过连接铝块构成纵向移动梁，压电叠堆左梁和压电叠堆右梁通过连接铝块构成横向移动梁，各压电叠堆通过环氧胶与连接铝块粘结。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述压电叠堆均由N片圆形压电陶瓷片通过环氧胶粘结形成，且N多2，本实用新型可根据实际需要设置相应数量的圆形压电陶瓷片。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，形成压电叠堆的各压电陶瓷片电学串联连接，且沿厚度方向极化，通过以上设置发电效率较高。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述四足机器人还包括电源和控制驱动电路，所述电源为压电陶瓷片供电，压电陶瓷片可通过电源进行供电。
[0010]本实用新型提供一种微型压电驱动平移四足机器人，本实用新型通过设置压电叠堆左腿、压电叠堆后腿、压电叠堆前腿、压电叠堆右腿、压电叠堆前梁、压电叠堆后梁、压电叠堆左梁、压电叠堆右梁和连接铝块，可以将交变激励电压转换为压电叠堆的伸缩变形，通过控制各个压电叠堆的伸缩变形实现微型机器人任意方向的移动。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型中压电叠堆的结构示意图；
[0012]图2是本实用新型的俯视图；
[0013]图3是本实用新型的主视图。
[0014]具体部件如下:
[0015]1、压电叠堆左腿；11、压电陶瓷片；
[0016]12、环氧胶；2、压电叠堆后腿；
[0017]3、压电叠堆前腿；4、压电叠堆右腿；
[0018]5、压电叠堆前梁；6、压电叠堆后梁；
[0019]7、压电叠堆左梁；8、压电叠堆右梁；
[0020]9、连接铝块。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图和实施例对实用新型做详细的说明:
[0022]本实用新型提供一种微型压电驱动平移四足机器人，本实用新型以压电陶瓷元件作为动力源，通过控制压电陶瓷驱动器控制机器人的运行姿态，结构简单轻便，能耗低，不受电磁干扰影响，能实现任意方向的移动，实用性强。
[0023]结合图1、图2和图3所示，本实用新型提供一种微型压电驱动平移四足机器人，包括压电叠堆左腿1、压电叠堆后腿2、压电叠堆前腿3、压电叠堆右腿4、压电叠堆前梁5、压电叠堆后梁6、压电叠堆左梁7、压电叠堆右梁8和连接铝块9，下面分别介绍。
[0024]压电叠堆左腿1、压电叠堆后腿2、压电叠堆前腿3、压电叠堆右腿4分别构成机器人的四个足，压电叠堆前梁5和压电叠堆后梁6通过连接铝块9构成机器人的纵向移动梁，压电叠堆左梁7和压电叠堆右梁8通过连接铝块9构成机器人的横向移动梁，各压电叠堆通过环氧胶12与连接铝块9粘结；压电叠堆均由N片圆形压电陶瓷片11通过环氧胶12粘结形成，圆形压电陶瓷片11的数量可根据实际情况进行选择，且N多2，配合图1所示，形成压电叠堆的各压电陶瓷片11电学串联连接，且沿厚度方向极化，用以借助逆压电效应将交变激励电压转化为压电陶瓷片11沿厚度方向的伸缩变形，通过电学串联多片压电陶瓷片11可以实现压电叠堆沿厚度方向伸缩变形的成倍扩大。
[0025]本实施例在工作时，将交流激励电源分别与压电叠堆中压电陶瓷片11的正负极相连，在正弦交流电压信号的作用下，根据逆压电效应，各个压电陶瓷片11将沿厚度方向产生伸缩变形，通过将各个压电陶瓷片11电学串联，可以实现各个压电陶瓷片11沿厚度方向输出位移的叠加，最终驱动机器人移动。
[0026]微型机器人移动时，分别控制各压电叠堆上施加的正弦交流电压信号即可实现方向可控的移动。例如，直线向前移动时，先控制压电叠堆前腿3收缩，压电叠堆前梁5伸长，然后压电叠堆前腿3伸长至原长度，接着，压电叠堆左腿1、压电叠堆后腿2和压电叠堆右腿4收缩，与此同时，压电叠堆前梁5收缩，最后，压电叠堆左腿1、压电叠堆后腿2和压电叠堆右腿4伸长至原长度，此时，微型机器人已经直线向前移动了一个步伐。微型机器人向左、向右及向后移动时，其原理都是类似的，由于微型机器人设置了压电叠堆前梁5、压电叠堆后梁6、压电叠堆左梁7、压电叠堆右梁8，因此，通过控制微型机器人在前后左右四个方向的不同移动位移，即可到达任意位置处，即实现任意方向的移动。
[0027]综上所述，本实用新型提出的一种微型压电驱动平移四足机器人，以压电陶瓷片11作为动力源，通过控制压电陶瓷片11控制机器人的运行姿态，结构简单轻便，能耗低，不受电磁干扰影响，能实现任意方向的移动，实用性强。
[0028]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。
【主权项】
1.一种微型压电驱动平移四足机器人，包括压电叠堆左腿(I)、压电叠堆后腿(2)、压电叠堆前腿(3)、压电叠堆右腿(4)、压电叠堆前梁(5)、压电叠堆后梁(6)、压电叠堆左梁(7)、压电叠堆右梁(8)和连接铝块(9)，其特征在于:所述压电叠堆左腿(1)、压电叠堆后腿(2)、压电叠堆前腿(3)、压电叠堆右腿(4)分别构成机器人的四个足，压电叠堆前梁(5)和压电叠堆后梁(6)通过连接铝块(9)构成纵向移动梁，压电叠堆左梁(7)和压电叠堆右梁(8 )通过连接铝块(9 )构成横向移动梁，各压电叠堆通过环氧胶(12)与连接铝块(9 )粘结。2.根据权利要求1所述的一种微型压电驱动平移四足机器人，其特征在于:所述压电叠堆均由N片圆形压电陶瓷片(11)通过环氧胶(12)粘结形成，且N彡2。3.根据权利要求1所述的一种微型压电驱动平移四足机器人，其特征在于:形成压电叠堆的各压电陶瓷片(11)电学串联连接，且沿厚度方向极化。4.根据权利要求1所述的一种微型压电驱动平移四足机器人，其特征在于:所述四足机器人还包括电源和控制驱动电路，所述电源为压电陶瓷片(11)供电。
【专利摘要】本实用新型公开一种微型压电驱动平移四足机器人，包括压电叠堆左腿、压电叠堆后腿、压电叠堆前腿、压电叠堆右腿、压电叠堆前梁、压电叠堆后梁、压电叠堆左梁、压电叠堆右梁和连接铝块。压电叠堆左腿、压电叠堆后腿、压电叠堆前腿、压电叠堆右腿分别构成机器人的四个足，压电叠堆前梁和压电叠堆后梁通过连接铝块构成纵向移动梁，压电叠堆左梁和压电叠堆右梁通过连接铝块构成横向移动梁，各压电叠堆通过环氧胶及连接铝块粘结；所述压电叠堆由多片圆形压电陶瓷片通过环氧胶粘结形成，且各压电陶瓷片电学串联连接。此微型机器人通过压电驱动元件的逆压电效应将交变激励电压转换为压电叠堆的伸缩变形，可实现机器人任意方向的移动。
【IPC分类】B25J7/00, B25J13/00
【公开号】CN204935633
【申请号】CN201520745330
【发明人】刘祥建, 李晓晖, 罗卫平, 王珺
【申请人】金陵科技学院
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月24日