[发明专利]一种采用压电振子的内圆柱面机器人及其激励方法

说明书

本发明公开了一种采用压电振子的内圆柱面机器人及其激励方法，属于清洁维护器械和压电驱动技术领域。四个预压力调节弹簧分别呈圆周方向对称分布于振子支座内部；四个限位阶梯套筒分别放置于四个预压力调节弹簧的内部，振子驱动体与内圆柱面组件的内壁配合；同侧的连接组件将同侧的限位阶梯套筒、预压力调节弹簧、压电振子组与振子驱动体连接，第一压电振子组和第三压电振子组所在轴线和第二压电振子组和第四压电振子组所在轴线垂直。本发明能够实现高硬度、难擦拭圆柱表面的清洁工作，使得机器人在兼具内圆柱面上清洁功能的同时，又可以在内圆柱面上实现精密驱动和定位操作。

技术领域

本发明属于清洁维护器械和压电驱动技术领域，特别是涉及一种采用压电振子的内圆柱面机器人及其激励方法。

背景技术

在国防、航空航天及民用工业领域的一些特殊应用场合，需要一类圆柱面的管型工件，其内壁截面为圆形。该类工件的内壁表面在满足具有较高的粗糙度和面形精度要求的前提下，还要满足持续工作过程中内壁表面的清洁度，以达到在实际应用过程中的高精密性、稳定性和可靠性目标。因此，对内圆柱面内的异物不定期的清洁是非常必要的。

目前，具有内圆柱面特征的结构由于其工作空间的限制，使得现有的内圆柱面清洁装置存在功能单一、清洁目标受限等问题。多数清洁装置只能对内圆柱面内的部分杂质进行清扫，很难完成对高硬度、难擦洗表面的清洁工作。同时，已有清洁内圆柱面的装置存在工序复杂、耗时量多及成本较高等缺点。同时在某些特殊且极端的工业应用场合，也需要额外的驱动装置实现特定结构件在内圆柱面的精确定位，因此，提出一种可实现对高硬度、难擦拭表面进行清洁的并且兼具在内圆柱表面进行精确驱动和定位功能的机器人，显得尤为迫切和需要。

发明内容

为解决现有的内圆柱面清洁装置存在的高硬度、难擦洗、表面清洁困难的问题以及现有驱动装置存在的难以在内圆柱面工作空间的精确驱动与定位的技术问题，本发明公开了采用压电振子的内圆柱面机器人及其激励方法。

本发明通过以下技术方案实现：一种采用压电振子的内圆柱面机器人，所述机器人包括振子支座、第一限位阶梯套筒、第二限位阶梯套筒、第三限位阶梯套筒、第四限位阶梯套筒、第一预压力调节弹簧、第二预压力调节弹簧、第三预压力调节弹簧、第四预压力调节弹簧、振子驱动体、第一连接组件、第二连接组件、第三连接组件、第四连接组件、第一压电振子组、第二压电振子组、第三压电振子组、第四压电振子组和内圆柱面组件；

所述第一预压力调节弹簧、第二预压力调节弹簧、第三预压力调节弹簧和第四预压力调节弹簧分别呈圆周方向对称分布于所述振子支座的内部；所述第一限位阶梯套筒放置于所述第一预压力调节弹簧的内部，所述第二限位阶梯套筒放置于所述第二预压力调节弹簧的内部，所述第三限位阶梯套筒放置于所述第三预压力调节弹簧的内部，所述第四限位阶梯套筒放置于第四预压力调节弹簧内部，所述振子驱动体与所述内圆柱面组件的内壁配合；

所述第一连接组件将所述第一限位阶梯套筒、第一预压力调节弹簧、第一压电振子组与振子驱动体连接，所述第二连接组件将所述第二限位阶梯套筒、第二预压力调节弹簧、第二压电振子组与振子驱动体连接，所述第三连接组件将所述第三限位阶梯套筒、第三预压力调节弹簧、第三压电振子组与振子驱动体连接，所述第四连接组件将所述第四限位阶梯套筒、第四预压力调节弹簧、第四压电振子组与振子驱动体连接；

所述第一压电振子组和第三压电振子组同轴，所述第二压电振子组和第四压电振子组同轴；所述第一压电振子组和第三压电振子组所在轴线和所述第二压电振子组和第四压电振子组所在轴线垂直。

进一步的，所述振子支座设置有第一套筒限位圆面、第二套筒限位圆面、第三套筒限位圆面、第四套筒限位圆面、第一套筒限位平面、第二套筒限位平面、第三套筒限位平面、第四套筒限位平面、第一弹簧限位圆面、第二弹簧限位圆面、第三弹簧限位圆面、第四弹簧限位圆面、第一弹簧限位平面、第二弹簧限位平面、第三弹簧限位平面、第四弹簧限位平面、第一支座连接孔、第二支座连接孔、第三支座连接孔、第四支座连接孔和机器人操作安装孔；