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三自由度小型压电平板机器人(3DMPPR)
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《IEEE TRO》发表!北大团队通过振动解耦,实现压电平板机器人三自由度精准独立控制!
机器人大讲堂· 2025-09-19 17:39
微小型移动机器人作为新兴研究领域,因其结构紧凑、机动性强等特点受到广泛关注。目前已有电磁电机、压 电致动器、磁致动器等多种驱动方式的微型机器人被开发。其中,压电机器人因响应速度快、精度高、结构紧 凑等优势,成为工业与生物医学应用中具有潜力的技术方向。 ▍提出3DMPPR,实现耦合干扰最小化 面对上述挑战,来自 北京大学的研究人员 基于结构动力学建模和结构设计,设计出一款三自由度小型压电平 板机器人( 3DMPPR)。 然而,该领域仍面临多项技术挑战。其中基于行波驱动的压电平板机器人虽具备运动平稳、结构简单、易于承 载和易于批量生产等优点,但在实现多自由度运动方面存在明显局限。现有设计大多难以在单一平板结构中同 时生成正交或旋转行波,导致运动自由度受限,直线运动性能不佳、转弯半径过大等问题普遍存在。此外,振 动模态耦合现象干扰运动精度与方向控制,而通过独立多驱动单元拼装、高阻尼材料连接或附加支撑结构等传 统解决方法,又易导致结构复杂、装配困难及制造成本上升。 研究团队首先建立了行波驱动下平板机器人在动态接触摩擦中的动力学模型 , 揭示了激励参数对振幅、切向 速度和动摩擦力的影响机制,从而确定了最大化驱动力的最优 ...