[发明专利]一种无刷驱动的仿生机器人

说明书

本发明属于仿生机器人技术领域，具体涉及一种无刷驱动的仿生机器人，包括中空结构的机架和设于机架两侧的动力机构，所述动力机构包括定子绕组、固定梁、旋转轴、动力输出臂，所述定子绕组固定安装于机架，所述固定梁固定安装于定子绕组；所述动力输出臂通过旋转轴安装于固定梁，以使动力输出臂转动配合于固定梁；所述动力输出臂朝向定子绕组的一端设有永磁体。本发明采用无刷驱动原理为能量来源，可由无刷驱动器驱动，动力输出功率大，而且每个位置的动力输出都能够随意控制，控制精度高，延时小。

技术领域

本发明属于仿生机器人技术领域，具体涉及一种无刷驱动的仿生机器人。

背景技术

仿生鱼是机器人(鱼)研究的重要领域。鱼类经过几亿年漫长的进化过程，形成了近乎完美的水中行进的胜利结构与运动模式。它们凭借优良流体力学效能的身体结构，获得了极高的推进效率和机动性，其性能远远高于螺旋桨推进系统。其中，以胸鳍为主要推进力来源的机器鱼凭借其推进效率，转弯机动性高、运动稳定性好等优势得到了科研人员的广泛关注。仿生鱼类动力相关的技术已经成为一个前沿科技的研究课题，尤其是在军事和民用领域具有潜在的应用价值。现有的水下机器人的动力结构大多以魔鬼鱼为模型来进行仿生设计，在军事侦查、水下探测、生物观察、娱乐观赏等多个领域具有极高的应用价值和广阔的发展前景。

自然原形为胸鳍摆动推进模式鱼类-蝠鲼的仿生机器鱼，胸鳍摆动推进模式(类似鸟类在空中的翅膀拍动)是胸鳍推进模式的一种，具有胸鳍推进模式中最高效的推进模式与速度。当前胸鳍摆动推进仿生鱼的研究成果多数基于刚性机构和类似扑翼柔性薄膜的驱动机构，摆动的周期基本上是由结构所决定，每个摆动周期内的每个固定点的速度都是一致的，无法像真的生物那样能够实时调整摆动的速度。具体而言，目前采用的胸鳍摆动推进模式实时性不够，无法根据需要，实时调节当前胸鳍的力矩与速度。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种无刷驱动的仿生机器人。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种无刷驱动的仿生机器人，包括中空结构的机架和设于机架两侧的动力机构，所述动力机构包括定子绕组、固定梁、旋转轴、动力输出臂，所述定子绕组固定安装于机架，所述固定梁固定安装于定子绕组；所述动力输出臂通过旋转轴安装于固定梁，以使动力输出臂转动配合于固定梁；所述动力输出臂朝向定子绕组的一端设有永磁体。

作为优选方案，所述定子绕组为半圆结构，固定梁位于定子绕组的开口位置。

作为优选方案，所述机架的两侧具有定子绕组的安装槽，所述安装槽的开口尺寸与固定梁的尺寸相配。

作为优选方案，所述定子绕组包括半圆定子及安装于半圆定子之上的绕组。

作为优选方案，所述绕组由导线通过星型连接绕制而成。

作为优选方案，所述绕组以预设间距通过防水胶固定于半圆定子的内壁。

作为优选方案，所述固定梁通过防水胶固定安装于定子绕组的开口位置。

作为优选方案，所述动力输出臂的转动面与定子绕组的径向平行。

作为优选方案，所述机架为轴对称结构，机架两侧的动力机构以机架的对称轴镜像对称。

作为优选方案，所述永磁体通过防水胶固定于动力输出臂的端部。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

一、本发明采用无刷驱动原理为动力来源，能量转换效率高，无传统齿轮结构带来的能量损耗，且噪音低，不易被发现。

二、本发明采用无刷驱动原理为能量来源，可由无刷驱动器驱动，动力输出功率大，而且每个位置的动力输出都能够随意控制，控制精度高，延时小。

三、本发明的动力机构模块化设计，更换便利。