[发明专利]小型八足仿生机器人

说明书

本发明公开了一种小型八足仿生机器人，包括U型梁、夹槽、压电双晶片、T型足；所述U型梁是一个等壁厚的U型体，在U型梁的两个侧面分别对称安装四个夹槽；每个夹槽上安装一个压电双晶片；每个压电双晶片的末端处安装一个T型足；通过对每个压电双晶片施加不同的交流驱动信号，压电双晶片产生相应的弯曲变形，最终在末端输出位移并通过T型足作用在地面上，T型足推动小型八足仿生机器人运动。本发明结构简单、易于控制、重量轻、隐身效果好、效率高、不受磁场干扰。

技术领域

本发明涉及一种多足式仿生机器人，具体是一种小型八足仿生机器人。

背景技术

多足仿生机器人是指模仿多足生物、从事生物特点工作的机器人。多足仿生机器人是基于生物的身体结构特点和运动方式的仿生原理进行研制的。基于多足生物身体结构特点和运动的原理进行研制。仿生不仅仅是模仿，而是在达到所模仿生物运动的基础上对仿生机器人结构进行尽可能的简化，使得机器人结构和控制更加简单。

对于多足仿生机器人，一般情况下其每一条腿都会有多个自由度，每一个自由度都需要一个驱动电机驱动，这样整个多足仿生机器人结构就相当复杂，同时控制也变得繁琐。为了使得仿生机器人结构和控制较简单，对仿生机器人进行简化。仿生机器人概念对机器人领域的发展和进步提供了新的思路。

发明内容

本发明旨在提供一种小型八足仿生机器人，具有结构简单、易于控制、重量轻、隐身效果好、效率高、不受磁场干扰等特点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种小型八足仿生机器人，包括U型梁、夹槽、压电双晶片、T型足；所述U型梁是一个等壁厚的U型体，在U型梁的两个侧面分别对称安装四个夹槽；每个夹槽上安装一个压电双晶片；每个压电双晶片的末端处安装一个T型足；通过对每个压电双晶片施加不同的交流驱动信号，压电双晶片产生相应的弯曲变形，最终在末端输出位移并通过T型足作用在地面上，T型足推动小型八足仿生机器人运动。

所述U型梁的两侧面分别有一组螺纹孔，每一组螺纹孔由完全相同的四个等间距布置的螺纹孔组成。

所述夹槽一端带有螺纹柱，另一端带有U型槽；所述夹槽的螺纹柱与U型梁上的螺纹孔相配合，压电双晶片的电极端夹持在夹槽的U型槽内，U型槽的槽口宽度略小于压电双晶片的厚度，使得有足够的预紧力夹紧压电双晶片；八个夹槽的结构均是完全相同的，但安装方向不尽相同，即仿生足与地面之间存在接触角，内侧的两个仿生足为一组与地面接触角均为110°，外侧的两个仿生足为一组接触角均为70°。

所述压电双晶片为三层梁结构，包括一块金属薄片和两片完全相同的压电片，两片压电片分别粘结在金属薄片的上下表面。

所述T型足上端设有方形槽，槽口长度和压电双晶片宽度相同，槽口宽度略小于压电双晶片的厚度，压电双晶片的末端插入方形槽内，通过过盈配合连接。

本发明的原理如下：

分别对八片压电双晶片施加特定的交流信号，可以在压电双晶片末端产生振动，这样可以在仿生足末端产生驱动力，足端周期振动与地面之间作用推动小型八足方式机器人行走。通过调节施加交流信号的相位可以控制小型八足仿生机器人的前进和后退，调节施加信号的频率可以控制八足仿生机器人的行进速度，具体为：

所述压电双晶片施加电压信号为并联连接，并且上下压电片的极化方向相同，当压电片的施加电场方向和极化方向相同时压电片在逆压电效应下横向伸长，当压电片的施加电场方向和极化方向相反时压电片在逆压电效应下横向收缩，压电双晶片施加的信号为交流信号，因此该压电片随着交流信号的频率上下摆动产生振动。