[发明专利]一种机器人的碰撞与滑复合驱动机构设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人移动机构设计方法，具体涉及一种机器人的碰撞与滑复合驱动机构设计方法，属于智能电子产品技术领域。

背景技术

微小型机器人具有如此广阔应用领域，其操作对象也“五花八门”，从生物组织到微小齿轮，但大部分作业对象的尺度都在微米级甚至更小(如大多数花粉的直径在20~50um，一个正常细胞只有7um大)，这就要求机器人必须具备很高的定位精度和较快的移动速度才能高效的完成这些特殊的作业任务；例如，由两个机器人配合实现微小轴孔的装配，首先需要两个机器人分别在不同的零件存放区抓取轴和孔，搬运到显微镜下，为了具备实用性，在这一过程中机器人应具备尽可能快的移动速度；然后在显微镜下完成装配，这一过程要求机器人具备很高的绝对定位精度，移动机器人要在非完整约束下实现很高的绝对定位精度就必须具备很高的运动分辨力，可见，微小型机器人特殊的作业任务对微小型机器人的运动性能提出了近乎矛盾的要求：高的移动速度和高的运动分辨力。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了一种机器人的碰撞与滑复合驱动机构设计方法，综合考虑基体、柔性足行走表面之间的耦合关系对粘滑驱原理与碰撞力驱动原理进行了研究，碰撞和粘滑复合驱动微小型机器人移动机构具有较高的综合性。

（二）技术方案

本发明的机器人的碰撞与滑复合驱动机构设计方法，包括以下步骤：

第一步：基于柔性足的有限自由度模型与碰撞模型对机构的粘滑驱动原理进行分析，将粘滑驱动过程分为粘滞阶段与振动滑移阶段，分别进行静力学与瞬态动力学分析，得到运动分辨力与驱动电压之间的关系；

第二步：基于数值仿真的方法研究简谐激励与碰撞力双重作用下柔性足的运动状态，得到在一定范围内增加激励频率，柔性足的运动经拟周期过渡到混沌；

第三步：研制碰撞一粘滑复合驱动微小型机器人移动机构样机，并搭建实验系统，通过粘滑驱动实验与碰撞力驱动实验验证了理论分析结果的正确性。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明的机器人的碰撞与滑复合驱动机构设计方法，综合考虑基体、柔性足行走表面之间的耦合关系对粘滑驱原理与碰撞力驱动原理进行了研究，碰撞和粘滑复合驱动微小型机器人移动机构具有较高的综合性。

具体实施方式

一种机器人的碰撞与滑复合驱动机构设计方法，包括以下步骤：

第一步：基于柔性足的有限自由度模型与碰撞模型对机构的粘滑驱动原理进行分析，将粘滑驱动过程分为粘滞阶段与振动滑移阶段，分别进行静力学与瞬态动力学分析，得到运动分辨力与驱动电压之间的关系；

第二步：基于数值仿真的方法研究简谐激励与碰撞力双重作用下柔性足的运动状态，得到在一定范围内增加激励频率，柔性足的运动经拟周期过渡到混沌；

第三步：研制碰撞一粘滑复合驱动微小型机器人移动机构样机，并搭建实验系统，通过粘滑驱动实验与碰撞力驱动实验验证了理论分析结果的正确性。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。