[实用新型]一种贴片式压电驱动的移动机器人

说明书

本实用新型公开了一种贴片式压电驱动的移动机器人，包含贴片式压电振子、两个车轮、两个固定板、两个弹性带和履带。贴片式压电振子的两端各有一个圆弧形作动头，上下侧面均设有夹持端。贴片式压电振子固定在两个固定板之间，两个车轮的转轴分别卡在两个固定板两端的开口槽中，两个弹性带分别套在两个车轮转轴的两侧、呈拉伸状态，使得两个车轮的外桨毂分别和压电振子两端的作动头相抵。工作时，压电振子被激励，其两端圆弧形作动头产生转向相同的椭圆运动，通过摩擦带动两个车轮转动，进而驱动履带，实现移动机器人运动。

技术领域

本实用新型涉及压电作动和移动机器人领域，尤其涉及一种贴片式压电驱动的移动机器人。

背景技术

月球车是探月不可缺少的基础工具，就行进方式而言，多以轮式和履带式为主。月球车具有越障能力强、沉降小、牵引力大等特点，在分析月球土壤化学成分和收集土壤厚度信息等方面起到了重要作用。

月球引力是地球上的六分之一，这种低引力可以让微小颗粒悬浮停留更长时间。如果采用电磁电机驱动，作动电机具有月尘进入的风险。一旦电机堵转，过大的电流会使线圈发热，存在着烧毁线圈和电机控制器的可能。此外，其传动机构的复杂、重量大也阻碍了在月面探测上的应用。

压电作动是在定子作动头的表面质点产生微米级的椭圆运动，并通过摩擦作用实现定动子之间的运动传递。由于压电作动器工作时，定子和动子间的微米级相对滑动会剥离进入接触界面的微小颗粒，缓解和摆脱月尘对作动器堵转的束缚；直接驱动无需传动机构，有利于轻量化和小型化。

在现有的一些压电作动月球车方案（公开号：CN101964600；CN105429508；CN105490582）中，压电振子直接与金属履带接触。两者间的正压力是通过金属履带的张紧程度加以调节，而金属履带的弹性变形小，最佳预压力的寻找存在着一定的困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种贴片式压电驱动的移动机器人。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种贴片式压电驱动的移动机器人，包含贴片式压电振子、第一车轮、第二车轮、第一固定板、第二固定板、第一弹性带和第二弹性带；

所述贴片式压电振子包含金属基体、第一夹持端和第二夹持端；

所述金属基体包含第一作动头、第二作动头和振动梁；

所述振动梁为长方体，包含上下前后四个侧面和左右两个端面；所述第一作动头、第二作动头均包含作动端和连接端，其中，作动端呈弧面状，连接端呈平面状；所述第一作动头、第二作动头的连接端分别和所述振动梁左右两个端面固连；

所述第一夹持端、第二夹持端分别设置在所述振动梁上侧面、下侧面的中间，且第一夹持端、第二夹持端上均设有垂直于振动梁前侧面的安装孔；

所述振动梁上侧面、下侧面在金属基体N阶弯振模态的最大振幅处均贴有用于产生弯振的压电陶瓷片，所述N为偶数、是预先设定的工作模态的弯振阶数；所述振动梁的前侧面在金属基体纵振模态的结点处贴有用于产生纵振的压电陶瓷片；

所述用于产生弯振的压电陶瓷片、用于产生纵振的压电陶瓷片均沿其厚度方向极化；产生弯振的压电陶瓷片从上侧面至下侧面极化，则产生纵振的压电陶瓷片从后侧面至前侧面极化；

所述第一固定板、第二固定板均呈十字状，包含第一长臂、第二长臂、第一短臂和第二短臂；所述第一长臂、第二长臂在同一条直线上，末端沿其长度方向均设有开口槽；所述第一短臂、第二短臂的末端均设有凸台，且第一短臂、第二短臂的凸台上分别设有和所述第一夹持端、第二夹持端上安装孔相对应的固定孔；