基于压电振动驱动的快速旋转软体驱动器

• 作者: 徐聪 闫英博 刘思雨 诸骏 刘益伦 吴化平
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 软体驱动器 压电双晶片 振动 旋转 运动机制
• 年，卷（期）: 2020,（32）
• 所属期刊栏目: 力学
• 页码范围: 3585-3592
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2020-0826

摘要

软体驱动器由于具有可实现大变形、柔性接触、人体友好等特性,在机器人、生物医学器件、驱动器件等领域具有重要的应用价值.然而,目前的软体驱动器大多基于弯曲、伸缩、扭转等变形形式,无法实现连续旋转运动.本文从无肢动物获得灵感,提出一种基于压电振动驱动的新型可旋转软体驱动器,通过圆形压电双晶片为硅胶软体结构提供激励力,诱导软体结构底部倾斜触角阵列与地面摩擦产生圆周方向的转矩,驱动该软体结构实现快速旋转运动.结合理论和有限元模拟分析旋转软体驱动器在激励作用下的受力及运动机理,并通过实验研究频率和电压对其旋转性能的影响.结果 显示,在压电双晶片产生的激励力作用下,该驱动器可实现连续旋转运动,最高旋转速度可达到118.3 r/min,高于目前报道的软体驱动器的旋转速度,有望应用于驱动机械手和移动机器人等.