[发明专利]一种微小型机器人柔铰五杆步行机构设计方法

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，具体涉及一种微小型机器人柔铰五杆步行机构设计方法，属于智能电子产品技术领域。

背景技术

柔性铰链体积小、无机械摩擦、无间隙，对实现小范围内偏转的支承不仅可以达到较高分辨率，而且也可满足尺寸和体积的微型化的要求，其广泛地应用于各种精密仪器仪表和精密微位移工作台中，同时，柔性铰链也应用于各种微机械设计和微小机器人的研究上，采用柔性铰链研制了微小型夹持手指，把柔性铰链作为转动关节副直接应用到微小型并联机器人的设计上，但在现有技术中，五杆机构主要是应用于常规较大尺寸的机器人及其操作手上，对五杆机构的分析也主要是基于曲柄圆周运动或大范围运动的特性，到目前为比，目前都是将柔性铰链应用于杠杆或单自由度四连杆机构，所实现的只是简单的位移放大要求，无法实现一定的轨迹综合和更为复杂的要求。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了一种微小型机器人柔铰五杆步行机构设计方法，实现结构的微小化，同时又能够在小运动范围内实现所需运动的轨迹，把柔性铰链和二自由度五杆机构结合起来，将机构的能力转换、运动传递和执行调节构成一体，既能实现特定的轨迹综合，又能满足结构的微小型化要求。

（二）技术方案

本发明的微小型机器人柔铰五杆步行机构设计方法，包括以下步骤：

第一步：基于结构的尺寸要求以及现有的加工条件，合理选择柔性铰链参数，并根据总体结构进行一定的优化设计；

第二步：根据结构紧凑，尺寸微小，加工一体化原则，考虑柔性铰链最大转角的限制，同时又要保证得到要求的末端输出，选择合理的柔铰五杆机构参；

第三步：采用合理的输入配置给予输入变量一定的函数关系组合(由于目前输入驱动的限制，输入可基于简单的线性倍数关系确定组合)，由得到的末端输出实现轨迹的设计与综合要求；

第四步：根据当前微位移驱动器所能达到的位移输出和力的输出，选择合适的输入驱动，确定如可选择压电驱动、形状记忆合金驱动等方式。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明的微小型机器人柔铰五杆步行机构设计方法，实现结构的微小化，同时又能够在小运动范围内实现所需运动的轨迹，把柔性铰链和二自由度五杆机构结合起来，将机构的能力转换、运动传递和执行调节构成一体，既能实现特定的轨迹综合，又能满足结构的微小型化要求。

具体实施方式

一种微小型机器人柔铰五杆步行机构设计方法，包括以下步骤：

第一步：基于结构的尺寸要求以及现有的加工条件，合理选择柔性铰链参数，并根据总体结构进行一定的优化设计；

第二步：根据结构紧凑，尺寸微小，加工一体化原则，考虑柔性铰链最大转角的限制，同时又要保证得到要求的末端输出，选择合理的柔铰五杆机构参；

第三步：采用合理的输入配置给予输入变量一定的函数关系组合(由于目前输入驱动的限制，输入可基于简单的线性倍数关系确定组合)，由得到的末端输出实现轨迹的设计与综合要求；

第四步：根据当前微位移驱动器所能达到的位移输出和力的输出，选择合适的输入驱动，确定如可选择压电驱动、形状记忆合金驱动等方式。

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。