[发明专利]基于压电驱动的柔性机器人及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于压电驱动的柔性机器人，由六个驱动足连接在十字型PVC薄膜上构成，PVC薄膜上下表面分别布置交叉的形状记忆合金弹簧和形状记忆合金丝。利用压电双晶片在正余弦电压作用下的振动，通过激励不同的压电双晶片组，使机器人产生前进、左转、右转的平面运动；利用形状记忆合金弹簧加热收缩回复原长的特性，使机器人相应的前腿、中间腿或后腿抬起，同时利用形状记忆合金丝加热回复直线原形的特性，使机器人相应的前腿、中间腿或后腿落下，实现机器人的越障功能。本发明结合压电驱动的快速响应、精确定位以及形状记忆合金变形度大的优势，实现了机器人的平面运动和越障功能。

主权项

1.基于压电驱动的柔性机器人，其特征在于，包括PVC薄膜、第一至第六驱动足、第一至第二形状记忆合金弹簧、以及两组形状记忆合金丝；所述第一、第二形状记忆合金弹簧均设置在所述PVC薄膜上表面，两端均和所述PVC薄膜固连、呈拉伸状态，且第一、第二形状记忆合金弹簧垂直相交；所述第一形状记忆合金弹簧的两端均设有一组用于加热的导线，所述第二形状记忆合金弹簧的两端各设一根导线、形成一组用于加热的导线，所述第一、第二形状记忆合金弹簧均用于在受热时收缩以带动所述PVC薄膜弯曲；所述两组形状记忆合金丝均设置在所述PVC薄膜的下表面，分别位于第一、第二形状记忆合金弹簧处的正下方，两端分别接外部电流，用于在通电受热时使得弯曲的PVC薄膜恢复为原状；所述第一至第六驱动足均采用压电双晶片，一端为振动端、另一端和所述PVC薄膜固连；所述第一至第六驱动足均接外部驱动信号，用于通过振动产生前驱力；所述第一、第二驱动足设置在所述第一形状记忆合金弹簧的一端，第三、第四驱动足设置在所述第一形状记忆合金弹簧的另一端；所述第五、第六驱动足分别设置在所述第二形状记忆合金弹簧的两端；所述PVC薄膜未弯曲时，所述第一至第四驱动足相互平行、和所述PVC薄膜之间的夹角小于90°，所述第一形状记忆合金弹簧、第一驱动足和第三驱动足所在的平面、第二驱动足和第四驱动足所在的平面相互平行，所述第五、第六驱动足均垂直于所述PVC薄膜，且所述第一至第六驱动足的振动端到所述PVC薄膜的距离相等。