预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲,该文档总共14页,到这已经超出免费预览范围,如果喜欢就直接下载吧~

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108372517A(43)申请公布日2018.08.07(21)申请号201810448505.2(22)申请日2018.05.11(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室申请人浙江清华长三角研究院(72)发明人张文东孙振国陈强(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人李玉琦张超艳(51)Int.Cl.B25J18/00(2006.01)B25J11/00(2006.01)B25J15/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称形状记忆合金驱动的仿生爬壁机器人腿单元及机器人(57)摘要本发明公开了一种形状记忆合金驱动的仿生爬壁机器人腿单元,包括仿生腿、足模块、减震弹簧、双向形状记忆合金驱动器和单向形状记忆合金驱动器,通过双向形状记忆合金驱动器和单向形状记忆合金驱动器驱动仿生腿的前后和左右移动。本发明还公开了一种形状记忆合金驱动的仿生爬壁机器人,包括上述仿生爬壁机器人腿单元。本发明使用形状记忆合金驱动器,采用仿生结构,实现了机器人在介质表面的爬壁运动;驱动器结构简单、质量轻、运动灵活;足模块采用铁磁性球体,仿生腿运动过程中没有多余的抬腿与再吸附动作,腿部能够提供稳定的支持力和吸附力,支撑点稳定,机器人重心变化小,步态规划简单。CN108372517ACN108372517A权利要求书1/2页1.一种形状记忆合金驱动的仿生爬壁机器人腿单元,安装在仿生爬壁机器人的躯干上,其特征在于,所述仿生爬壁机器人腿单元包括:仿生腿,所述仿生腿包括第一肢节和第二肢节,所述第一肢节的第一端与所述躯干通过球铰连接,所述第一肢节的第二端与所述第二肢节的第一端通过平面转动副连接,所述第二肢节的第二端安装有足模块;减震弹簧,所述减震弹簧安装于所述第一肢节与所述躯干之间,且垂直于所述躯干所在的平面;单向形状记忆合金驱动器,安装在所述第一肢节与所述第二肢节之间,用于驱动所述仿生腿左右移动;以及双向形状记忆合金驱动器,安装在所述第一肢节与所述躯干之间,用于驱动所述仿生腿前后移动。2.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动的仿生爬壁机器人腿单元,其特征在于,所述足模块包括弹性罩、形状记忆合金环和磁性球,所述弹性罩与所述第二肢节的第二端固定连接,所述磁性球安装于所述弹性罩中,所述形状记忆合金环安装于所述弹性罩的开口处,通过控制形状记忆合金环实现对所述磁性球的锁定与释放,且所述仿生腿移动过程中所述磁性球与吸附表面保持接触。3.根据权利要求2所述的形状记忆合金驱动的仿生爬壁机器人腿单元,其特征在于,加热所述形状记忆合金环至其温度超过相变点,所述形状记忆合金环的直径增大,所述弹性罩的开口增大,释放所述磁性球,所述磁性球在所述弹性罩中转动,使得所述足模块相对于介质表面移动;所述形状记忆合金环冷却后,所述弹性罩的开口处收缩,锁定所述磁性球吸附在介质表面,所述足模块与所述介质表面保持静止。4.根据权利要求1所述的形状记忆合金驱动的仿生爬壁机器人腿单元,其特征在于,所述双向形状记忆合金驱动器包括第一形状记忆合金单元和第二形状记忆合金单元,所述第一形状记忆合金单元和所述第二形状记忆合金单元对称安装于所述仿生腿的两侧,所述第一形状记忆合金单元包括第一形状记忆合金丝和第一弹簧,所述第一形状记忆合金丝插入所述第一弹簧中,所述第二形状记忆合金单元包括第二形状记忆合金丝和第二弹簧,所述第二形状记忆合金丝插入所述第二弹簧中,所述单向形状记忆合金驱动器包括第三形状记忆合金单元,所述第三形状记忆合金单元包括第三形状记忆合金丝和第三弹簧,所述第三形状记忆合金丝插入所述第三弹簧中。5.根据权利要求4所述的形状记忆合金驱动的仿生爬壁机器人腿单元,其特征在于,所述双向形状记忆合金驱动器正向工作时,加热所述第一形状记忆合金丝至其温度超过相变点后长度收缩,所述第一弹簧收缩,所述第二形状记忆合金丝的长度变长,所述第二弹簧伸长,所述仿生腿通过所述球铰相对于所述躯干正向转动,直至所述第一形状记忆合金丝的拉力与所述第一弹簧和所述第二弹簧的弹力平衡时,所述仿生腿停止转动;所述双向形状记忆合金驱动器逆向工作时,加热所述第二形状记忆合金丝至其温度超过相变点后长度收缩,所述第二弹簧收缩,所述第一形状记忆合金丝的长度变长,所述第一弹簧伸长,所述仿生腿通过所述球铰相对于所述躯干逆向转动,直至所述第二形状记忆合金丝的拉力与所述第二弹簧和所述第一弹簧的弹力平衡时,所述仿生腿停止转动。6.根据权利要求4所述的形状记忆合金驱动的仿生爬壁机器人腿单元,其特征在于,所2CN108372517A权利要求书2/2页述单向形状记忆合金驱动器工作时,加热所述第三形状记忆合