[实用新型]直线微移动机器人

说明书

本实用新型属于机器人技术，具体地说是一种直线微移动机器人。

在现有移动机器人技术中，微动机器人机构及驱动方法的研究，是当今国际上移动机器人技术研究的前沿课题之一。微动机器人被广泛应用于微细加工、超精密加工及生物工程等领域。随着科学技术的发展，国际上已先后研究出基于“尺蠖驱动法”、“冲击驱动法”等微动机器人。其中，静岗大学：青山尚之(作者)通过小型同步机械人生产超高精密生产机械系统(小型同走机械群にょる超精密生产机械システム)，精密工学会志64/6(1998)公开了一种以“尺蠖驱动法”为原理的微型机器人，它由前后两个电磁吸盘分别连接两条腿，通过中间压电晶体作收缩动作，向前行走，运动速度及效率不高。东京大学：樋口(作者)冲程驱动机构润滑面上的移动特性(インパクト驱动机构の润滑面上じぉける移动特性)，精密工学会志61-3(1995)公开了一种以冲击驱动法为原理的微移动机器人，它是用压电晶体将一物体与本体连结起来，机器人本体获得一个惯性力，在此惯性力作用下使机器人本体行走，精度较高，但效率不理想。另外日本熊本县工业技术中心，各和男(作者)用压电振动的移动机械及摩擦模式(压电振动を用じた移动机械とその摩擦モデル)，精密工学会志57/8-1991公开了一种振动法行走微型机器人，原理是当机器人受到一定频率振动时便向前行走，精度低，运动不易控制。目前，“碰撞驱动法”驱动的微移动机器人未见报道。

本实用新型的目的是提供一种碰撞驱动的直线微移动机器人。

本实用新型技术方案是：由左、右电磁铁、作为驱动体的衔铁、弹簧、移动本体、钢珠组成，其中电磁铁中的电磁铁线圈的外壳固连于移动本体两侧，呈相互对称结构，作为驱动体的衔铁装在电磁线圈和弹簧中；弹簧由于电磁铁线圈与移动本体固连时，使其产生一定压缩量，保证衔铁在弹簧单独作用下，始终与移动本体接触连接，所述移动本体的底面四角，对称地安装有钢球；

所述左、右电磁铁分别安装，相互同轴；所述左、右电磁铁的轴线与水平面平行，所述钢球安装在一个平面内。

本实用新型具有如下优点：

1.由于采用“碰撞驱动法”进行驱动，因而本实用新型容易实现直线往复微移动，且移动范围不受限制(相对而言)。

2.本实用新型以电磁铁作为驱动元件，降低了整体造价。

3.由于本实用新型采用“碰撞驱动法”与电磁铁结合结构，使得整体结构简单、紧凑，易实现。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1的俯视图。

下面结合附图及工作原理对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、2所示，本实用新型由左、右电磁铁1、5，作为驱动体的衔铁2，弹簧3，移动本体4，高精度钢珠6组成，其中：电磁铁1、5中的电磁铁线圈7的外壳固连于移动本体2两侧，呈相互对称结构，作为驱动体的衔铁2装在电磁线圈7和弹簧3中；由于电磁铁线圈7与移动本体4固连时，使弹簧3产生一定压缩量，保证衔铁2在弹簧3单独作用下，始终与移动本体4接触连接；所述移动本体4的底面四角对称地安装有4个高精度钢球6；所述左、右电磁铁1、5的轴线与水平面平行，所述钢球6安装在一个平面内。

本实用新型微移动原理如下：

电磁铁线圈7通电后，便产生一个电磁力，衔铁2在这个电磁力作用下向左移动，直到碰到电磁线圈7为止，同时压缩弹簧3；当去掉电磁铁1电后，衔铁2便在弹簧3力的作用下以一定速度向右移动，最终碰撞到移动本体4上，根据动量及动能守恒原理，本实用新型便向右移动，连续控制左侧电磁铁1，本实用新型便向右实现直线微移动。同理，控制右侧电磁铁5，本实用新型便向左实现直线微移动。

本实用新型在中科院先进制造技术基地课题实验中，经过测试，其最小位移量可达到0.8μm。