申请/专利权人：山东大学

申请日：2023-02-13

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN116442253B

主分类号：B25J11/00

分类号：B25J11/00;B25J19/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2023.08.04#实质审查的生效;2023.07.18#公开

摘要：本发明公开了一种工作在共振状态的无电缆系留超声机器人及控制方法，包括：超声机器人基体；电源模块，设置在超声机器人基体内；至少两个驱动单元，每一个驱动单元包括驱动振子和驱动电路，驱动振子上分别设有纵振压电片、第一弯振压电片和第二弯振压电片；驱动电路用于将供电电源的输出转换为设定大小和频率的交流电压信号，交流电压信号能够激励纵振压电片和或第一弯振压电片和第二弯振压电片，使得超声机器人工作在共振状态。本发明通过控制驱动振子的振动模态，使得超声机器人在无线缆系留下工作在共振状态，解决了驱动电源线缆系留导致超声驱动机器人行程不足、运动形式受限的问题。

主权项：1.一种工作在共振状态的无电缆系留超声机器人，其特征在于，包括：超声机器人基体；电源模块，设置在超声机器人基体内，用于输出设定的供电电源；至少两个驱动单元，对称设置在超声机器人基体的底部；每一个驱动单元包括驱动振子和驱动电路，第一驱动振子的振动模态被设计为包含一阶纵振模态与四阶弯振模态，两种振动模态在振动足中间的同一位置出现振动节点，振动节点也叫机械振型节点，是指结构在某阶固有频率下，振型与原来形状的交汇节点，振动节点处的振幅为零；所述驱动振子上设有中心辊子，所述中心辊子设置在驱动振子上纵振模态和弯振模态的节点重合的位置；一方面，共同节点有利于振动体安装，具有强机电耦合的结构特性；另一方面，通过配置纵振模态和弯振模态的阶数与振动分布，即弯振模态下的振动节点相对于与纵振模态重合的振动节点对称分布，通过调整纵振压电片激发顺序，实现驱动足最优轨迹，驱动单元中两个驱动足在时域内与地面连续接触；所述中心辊子与驱动单元的外壳连接；驱动振子上分别设有纵振压电片、第一弯振压电片和第二弯振压电片；第一弯振压电片、第二弯振压电片和纵振压电片分别设置在驱动振子本体的表面，第一弯振压电片和第二弯振压电片对称设置在纵振压电片的两侧；所述驱动振子底部设有与地面接触的驱动足；驱动电路用于将供电电源的输出转换为设定大小和频率的交流电压信号，所述交流电压信号能够激励纵振压电片和或第一弯振压电片和第二弯振压电片，从而控制驱动振子的振动模态，激发驱动振子产生纵向振动和或弯振；驱动振子能够在纵振模态和或弯振模态的作用下运动且驱动足运动轨迹为椭圆形；使得超声机器人工作在共振状态；所述驱动单元为两个时，若第一驱动单元与第二驱动单元所施加的电压相同，则两者驱动足速度相同，从而驱动超声驱动机器人做直线运动；若第一驱动单元与第二驱动单元所施加的电压存在电压差，则两者驱动足差速运动，从而驱动超声驱动机器人做转向运动；若第一驱动单元与第二驱动单元所施加的电压反向，则驱动超声驱动机器人绕轴心自转。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东大学 一种工作在共振状态的无电缆系留超声机器人及控制方法

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