磁控微型软体爬行机器人运动特性

摘要：

为实现微型机器人无缆驱动,设计一种基于磁弹性复合材料的磁控微型软体爬行机器人,通过三维亥姆霍兹线圈构建变换空间磁场,控制磁性材料产生磁力矩,并耦合机器人重力、摩擦力及自身的弹性变形,使得机器人实现多个连续的姿态变换,完成爬行动作.介绍微型软体爬行机器人结构和制作流程,建立机器人准静态力平衡方程,利用Abaqus有限元仿真和试验对比分析了机器人弯曲变形、接触面摩擦、爬行步长、转向等运动特性,在此基础上建立机器人爬行动作的速度模型,研究控制信号频率与幅值对机器人爬行速度的影响,并最终实现爬行机器人的路径规划控制.试验和仿真结果表明,该机器人能实现在xy平面内任意方向的爬行动作,为进一步揭示磁控微型机器人的运动特性及规律奠定了基础.

关键词：无缆驱动、微型软体机器人、磁弹性复合材料、爬行、磁场控制

所属期刊栏目：56

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点研发计划2017YFB1302100

在线出版日期：2020-11-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：39-47