压电驱动两栖微型机器人

陆地游动双栖快速

一种集成压电驱动腿和尾鳍的微型机器人，可在陆地和水下快速移动并携带载荷。

Guangping, Wu · Zhao, Jiaxin · Yiming, Xiao · Wang, Ziyang · Yichen, Zhang · 崔峰 · Cai, Xinghan

Smart Materials and Structures 2024

参数信息

陆地最大行走速度

15.3 cm/s

陆地最大转向速度

48.2 °/s

水下最大游泳速度

9.1 cm/s

水下最大转向速度

20.5 °/s

陆地最大载荷

5 g

水下最大载荷

3 g

体长

4.5 cm

质量

1.4 g

技术优势

跑得快

压电驱动前腿快速摆动，配合倾斜机身产生的斜向上冲击力，使机器人以跳跃方式前进，陆地最大速度达15.3 cm/s。

游得动

两个尾鳍反向摆动产生推进力，与腿部协同工作时水下游泳速度达9.1 cm/s。

力气不小

尽管自身仅重1.4克，它能在陆地上携带5克载荷移动，相当于自身重量的3倍以上。

好装配

支撑框架设计为单片结构，提高了装配精度并减少了冗余组装步骤。

应用场景

• 微型机器人：提供一个厘米级、可快速移动并携带载荷的机器人平台，用于微型机器人运动与集成研究。
• 两栖机器人：采用腿和尾鳍一体化设计，能在陆地和水下连续运动，适用于两栖环境探测。
• 柔性驱动：压电致动器直接驱动腿和尾鳍，结构简单且响应快，适合柔性驱动方案。
• 压电驱动：利用压电材料的逆压电效应实现高频摆动，无需电机或传动机构即可产生推进力。
• 微型无人系统：可远程操控在狭小空间执行任务，并携带传感器等载荷，适合微型无人平台应用。