一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法，包括以下步骤：第一步：基于模态分析结果与模态叠加理论，对高阶振动模态进行截断，针对低阶模态的振型与频率构造了柔性足的多刚体有限自由度模型；第二步：基于Hertz接触理论与Coulomb摩擦理论建立了柔性足与行走表面的碰撞模型；第三步：搭建实验系统测量了碰撞引起的柔性足运动参数的变化，结合参数分析与综合，对碰撞模型参数进行了辨识。本发明专利技术的基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法，移动机构利用柔性足的弹性变形和振动实现运动，在行走表面的约束作用下，柔性足在振动的同时会与行走表面发生碰撞，基体、柔性足与行走表面构成了一个碰撞振动系统。

A design method of mobile robot mechanism based on collision driven

The invention discloses a mobile robot mechanism design method based on collision drive, which comprises the following steps: the first step: the results of modal analysis and modal superposition theory based on truncation of high order vibration mode, the vibration mode and frequency of low order modes to construct multi rigid finite degree of freedom model of soft feet; the second step: Hertz contact theory and Coulomb friction theory established the collision model of the flexible leg and the walking surface based on; the third step: change of the flexible motion parameters to build the experimental system to measure the impact caused by the combination of analysis and synthesis of the parameters, the collision model parameters identification. The invention of the moving mechanism of micro robot design method based on collision driven, moving mechanism with elastic deformation and vibration of flexible foot motion, walking in restraint surface, flexible foot in vibration simultaneously and the walking surface collision matrix, flexible legs and the walking surface constitutes a vibro impact system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法
本专利技术涉及一种机器人移动机构设计方法，具体涉及一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法，属于智能电子产品

技术介绍
如今机器人已经进入生活当中的各个领域，如用于农业生产的农药喷洒机器人、采摘机器人等，用于军事的排雷机器人、侦查机器人及无人战车等，以及用于空间探测的双臂机器人、用于医疗的心脏手术机器人、腔镜手术支援机器人，用于灾难救援的模块化可重构机器人、蛇形机器人、履带救援机器人、用于家庭服务的娱乐机器人、真空吸尘机器人及除草机器人等；随着技术的不断发展，机器人的发展趋于小型化、智能化，微小型机器人的特征尺度小，一般只有几个毫米到几十毫米，要在如此小的空间内，将致动器、执行器、传感器、控制器及能量供给系统、通信系统等高度集成，采用传统的方法难以实现。
技术实现思路
（一）要解决的技术问题为解决上述问题，本专利技术提出了一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法，移动机构利用柔性足的弹性变形和振动实现运动，在行走表面的约束作用下，柔性足在振动的同时会与行走表面发生碰撞，基体、柔性足与行走表面构成了一个碰撞振动系统。（二）技术方案本专利技术的基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法，包括以下步骤：第一步：基于模态分析结果与模态叠加理论，对高阶振动模态进行截断，针对低阶模态的振型与频率构造了柔性足的多刚体有限自由度模型，实现了对无限自由度碰撞振动系统的降维处理；第二步：基于Hertz接触理论与Coulomb摩擦理论建立了柔性足与行走表面的碰撞模型；第三步：搭建实验系统测量了碰撞引起的柔性足运动参数的变化，结合参数分析与综合，对碰撞模型参数进行了辨识。（三）有益效果与现有技术相比，本专利技术的基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法，移动机构利用柔性足的弹性变形和振动实现运动，在行走表面的约束作用下，柔性足在振动的同时会与行走表面发生碰撞，基体、柔性足与行走表面构成了一个碰撞振动系统。具体实施方式一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法，包括以下步骤：第一步：基于模态分析结果与模态叠加理论，对高阶振动模态进行截断，针对低阶模态的振型与频率构造了柔性足的多刚体有限自由度模型，实现了对无限自由度碰撞振动系统的降维处理；第二步：基于Hertz接触理论与Coulomb摩擦理论建立了柔性足与行走表面的碰撞模型；第三步：搭建实验系统测量了碰撞引起的柔性足运动参数的变化，结合参数分析与综合，对碰撞模型参数进行了辨识。本专利技术的基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法，移动机构利用柔性足的弹性变形和振动实现运动，在行走表面的约束作用下，柔性足在振动的同时会与行走表面发生碰撞，基体、柔性足与行走表面构成了一个碰撞振动系统。上面所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的构思和范围进行限定。在不脱离本专利技术设计构思的前提下，本领域普通人员对本专利技术的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本专利技术的保护范围，本专利技术请求保护的
技术实现思路
，已经全部记载在权利要求书中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：基于模态分析结果与模态叠加理论，对高阶振动模态进行截断，针对低阶模态的振型与频率构造了柔性足的多刚体有限自由度模型，实现了对无限自由度碰撞振动系统的降维处理；第二步：基于Hertz接触理论与Coulomb摩擦理论建立了柔性足与行走表面的碰撞模型；第三步：搭建实验系统测量了碰撞引起的柔性足运动参数的变化，结合参数分析与综合，对碰撞模型参数进行了辨识。

【技术特征摘要】
1.一种基于碰撞驱动的微小型机器人移动机构设计方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：基于模态分析结果与模态叠加理论，对高阶振动模态进行截断，针对低阶模态的振型与频率构造了柔性足的多刚体有限自由度模型，实现了对无限自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：常琳，
申请(专利权)人：哈尔滨工大天才智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23