[发明专利]一种混合驱动式微小机器人的结构

权利要求书

1.一种混合驱动式微小机器人的结构，包括平面行走模块(1)和纵向微动模块(2)；微小机器人总共具有四个自由度，其中平面行走模块(1)实现平面上的两个移动自由度和一个旋转自由度，纵向微动模块(2)实现竖直方向的一个移动自由度；纵向微动模块(2)通过支架平台(3)搭载在平面行走模块(1)上；平面行走模块(1)由积层式压电陶瓷和电磁铁联合驱动，纵向微动模块(2)由线性音圈马达驱动。

2.根据权利要求1所述的一种混合驱动式微小机器人的结构，其特征在于所述平面行走模块包括两个U型电磁铁和四个积层式压电陶瓷元件，所述两个U型电磁铁垂直交叉，呈“十”字型；所述四个积层式压电陶瓷元件呈正方形排列，且分别位于所述“十”字型划分成的四个区域内，每个积层式压电陶瓷元件的两端分别与两个U型电磁铁连接，整个平面行走模块由所述两个U型电磁铁支撑。

3.根据权利要求2所述的一种混合驱动式微小机器人的结构，其特征在于所述U型电磁铁由U型导磁铁芯和绕在U型导磁铁芯两垂直端的线圈构成，U型导磁铁芯的中段部分有凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种混合驱动式微小机器人的结构，其特征在于所述纵向微动模块(2)包括线圈(10)、两个永久磁铁(11、12)、两个簧片(13、14)、前支撑架(15)和后支撑架(16)；所述两个永久磁铁(11、12)安装在前支撑架(15)上，且两个永久磁铁(11、12)在竖直方向上隔开，线圈(10)安装在后支撑架(16)上，且线圈(10)位于两个永久磁铁(11、12)之间，前支撑架(15)和后支撑架(16)通过簧片连接在一起。

5.根据权利要求4所述的一种混合驱动式微小机器人的结构，其特征在于所述后支撑架(16)固定安装在支架平台(3)上，前支撑架(15)的上下两端通过簧片与后支撑架(16)连接。

6.根据权利要求4所述的一种混合驱动式微小机器人的结构，其特征在于所述簧片为弯折型，弯折处在簧片的中部，弯折处到簧片两端连线的距离与簧片伸直时总长度的比例为1∶4～1∶6。

7.根据权利要求4所述的一种混合驱动式微小机器人的结构，其特征在于所述后支撑架上设有用于镶嵌安装所述线圈的半圆型凹槽，半圆型凹槽的半径与线圈半径相等。

8.根据权利要求4所述的一种混合驱动式微小机器人的结构，其特征在于所述前支撑架具有上下两个分支，每个分支上设有用于镶嵌安装所述永久磁铁的通孔，通孔的半径与永久磁铁半径相等，通孔的深度与永久磁铁的高度相等。

9.根据权利要求4～8任一项所述的一种混合驱动式微小机器人的结构，其特征在于所述两个永久磁铁关于线圈的中心上下对称，且线圈的中心轴线与两个永久磁铁的中心轴线在同一条竖直线上。