毫米级潜艇形机器人在低雷诺数液体中的3D运动及微操作方法研究

作者：孙强; 王敬依; 张颖; 焦念东^*

来源：机器人, 2020, 42(01): 89-99.

DOI：10.13973/j.cnki.robot.190230

• 磁驱动机器人
• 3D运动控制
• 微操作
• 无线能量传输

为模拟机器人在人体环境中的3D运动及微操作,提出了毫米级潜艇形机器人在低雷诺数液体中保持水平姿态实现3D运动及执行微操作的方法.首先,设计并加工了潜艇形机器人以及4线圈磁驱动系统,通过COMSOL软件对磁场系统进行了有限元仿真.然后,对机器人在低雷诺数液体环境中的受力情况进行了分析,建立了机器人运动模型并研究了其多种运动模式.机器人在低雷诺数液体中可以保持水平姿态沿设定路线运动,包括垂直上升、对角上升、直角运动、螺旋上升等3D运动,最大运动速度为1.2 mm/s.通过设计的无线能量传输系统将电能引入到小尺度空间,机器人可通过无线电能驱动其前端的夹持器执行夹取、搬运、释放等微操作.

• 单位
  沈阳建筑大学; 机器人学国家重点实验室; 中国科学院; 中国科学院沈阳自动化研究所