一种基于粘滑运动原理的微小型机器人建模与实验

• 作者: 孙立宁 李伟达 李娟 李满天 胡海燕
• 来源期刊: 机器人
• 关键词: 微小型机器人 粘滑原理 双压电膜 瞬态动力学
• 年，卷（期）: 2012,（2）
• 所属期刊栏目: 论文与报告
• 页码范围: 182-189
• 分类号: TP242
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1218.2012.00182

摘要

为实现微小型机器人的精密运动定位,提出一种基于粘滑运动原理的足式微小型机器人.机器人足由双压电膜驱动,本身为空间不等截面的弹性梁结构.首先建立了柔性足的有限自由度模型和机器人系统的动力学模型.然后根据粘滑驱动中的粘滞和滑移过程的不同特点,分别对粘滞过程的静力学与滑移过程的瞬态动力学进行了分析,得到了机器人运动位移、分辨力与驱动电压之间的关系,并分析了粘滞-滑移过程中摩擦力的变化以及足尖的状态切换过程.分析结果表明,在粘滞阶段,基体的静态位移与驱动电压近似呈线性关系,且随驱动电压的增高而增大；在滑移阶段,由于柔性足的振动及振动与摩擦力的耦合关系,足端的滑移距离及基体位移与驱动电压之间存在非线性关系.建立了机器人样机,对机器人的运动分辨力和位移响应进行了测试,实验数据显示,基于粘滑运动原理,机器人可以实现0.88 μm的高运动分辨力.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	孙立宁	哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室	379	7003	43.0	61.0
2	李娟	苏州大学机电工程学院	50	229	8.0	12.0
3	李满天	哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室	71	869	16.0	26.0
4	胡海燕	苏州大学机电工程学院	10	44	5.0	6.0
5	李伟达	苏州大学机电工程学院	18	55	5.0	6.0