[发明专利]一种形状记忆合金驱动的爬行机器人

摘要

本发明公开了一种基于形状记忆合金驱动的爬行机器人。机器人足部的轮子由硅胶材料制作而成，利用形状记忆合金集成性高、输出功重比大的特点，将形状记忆合金丝作为机器人的驱动器。提升机器人的运动效率、环境适应能力，为机器人设计了具有防滑作用的棘轮结构，在记忆合金丝的驱动下，机器人的足部能实现较高效率的运动。机器人的前后躯干由具有刚性的压簧连接，在躯干部位的记忆合金丝的作用下，机器人的躯干能实现躯干弯曲、转向等行为。在机器人的躯干部位布置了具有电阻反馈的记忆合金丝，能作为机器人的运动姿态传感器为机器人的闭环控制提供运动信息。该款机器人自带传感器，能自主实现滚动前行、转弯等行为，适应能力强，运动效率高。

主权项

1.一种记忆合金驱动的爬行机器人，其特征在于：本发明所制作的机器人由聚醚醚酮(peek)材料制作的壳体与腿、硅胶制作的轮子、形状记忆合金(SMA)丝作为驱动器组合而成；机器人可以实现爬行、避障等运动；该方法包括如下步骤：步骤1：参照爬行动物的运动特点，制作出爬行机器人的基本结构，鉴于PEEK材料具有刚性强，密度低的特点，因此将peek材料作为机器人的壳体与腿部的制作材料；步骤2：利用SMA丝的具有记忆效应、自反馈、功重比大的特点，将SMA丝作为机器人的驱动器，并将SMA丝的作业长度优化到最大，并在壳体上设计SMA丝的约束结构；步骤3：机器人的躯干具有两根SMA驱动丝，分别用于机器人的转向和弯曲运动，机器人的四个腿部分别具有独立的SMA驱动丝，能实现独立的驱动，为机器人的爬行运动提供动力，并利用SSMA丝作为机器人的弯曲传感器；步骤4：分别为机器人的躯干部位与腿部布置偏置弹簧，使机器人在经过SMA丝驱动后能恢复初始的姿态，保证运动持续；步骤5：为了提升机器人的运动效率，在机器人的腿部设计棘轮结构。该结构包含：硅胶轮子、卡针、微小轴承、PEEK制作的腿；步骤6：将机器人的部件进行组装。包含：壳体单元、驱动单元、腿部单元。