专利名称：直线微移动机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机器人技术，具体地说是一种直线微移动机器人。
在现有移动机器人技术中，微动机器人机构及驱动方法的研究，是当今国际上移动机器人技术研究的前沿课题之一。微动机器人被广泛应用于微细加工、超精密加工及生物工程等领域。随着科学技术的发展，国际上已先后研究出基于“尺蠖驱动法”、“冲击驱动法”等微动机器人。其中，静岗大学青山尚之(作者)通过小型同步机械人生产超高精密生产机械系统(小型同走机械群にょる超精密生产机械システム)，精密工学会志64/6(1998)公开了一种以“尺蠖驱动法”为原理的微型机器人，它由前后两个电磁吸盘分别连接两条腿，通过中间压电晶体作收缩动作，向前行走，运动速度及效率不高。东京大学樋口(作者)冲程驱动机构润滑面上的移动特性(インパクト驱动机构の润滑面上じぉける移动特性)，精密工学会志61-3(1995)公开了一种以冲击驱动法为原理的微移动机器人，它是用压电晶体将一物体与本体连结起来，机器人本体获得一个惯性力，在此惯性力作用下使机器人本体行走，精度较高，但效率不理想。另外日本熊本县工业技术中心，各和男(作者)用压电振动的移动机械及摩擦模式(压电振动を用じた移动机械とその摩擦モデル)，精密工学会志57/8-1991公开了一种振动法行走微型机器人，原理是当机器人受到一定频率振动时便向前行走，精度低，运动不易控制。目前，“碰撞驱动法”驱动的微移动机器人未见报道。
本实用新型的目的是提供一种碰撞驱动的直线微移动机器人。
本实用新型技术方案是由左、右电磁铁、作为驱动体的衔铁、弹簧、移动本体、钢珠组成，其中电磁铁中的电磁铁线圈的外壳固连于移动本体两侧，呈相互对称结构，作为驱动体的衔铁装在电磁线圈和弹簧中；弹簧由于电磁铁线圈与移动本体固连时，使其产生一定压缩量，保证衔铁在弹簧单独作用下，始终与移动本体接触连接，所述移动本体的底面四角，对称地安装有钢球；所述左、右电磁铁分别安装，相互同轴；所述左、右电磁铁的轴线与水平面平行，所述钢球安装在一个平面内。
本实用新型具有如下优点1.由于采用“碰撞驱动法”进行驱动，因而本实用新型容易实现直线往复微移动，且移动范围不受限制(相对而言)。
2.本实用新型以电磁铁作为驱动元件，降低了整体造价。
3.由于本实用新型采用“碰撞驱动法”与电磁铁结合结构，使得整体结构简单、紧凑，易实现。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为
图1的俯视图。
以下结合附图及工作原理对本实用新型作进一步详细说明。
如
图1、2所示，本实用新型由左、右电磁铁1、5，作为驱动体的衔铁2，弹簧3，移动本体4，高精度钢珠6组成，其中电磁铁1、5中的电磁铁线圈7的外壳固连于移动本体2两侧，呈相互对称结构，作为驱动体的衔铁2装在电磁线圈7和弹簧3中；由于电磁铁线圈7与移动本体4固连时，使弹簧3产生一定压缩量，保证衔铁2在弹簧3单独作用下，始终与移动本体4接触连接；所述移动本体4的底面四角对称地安装有4个高精度钢球6；所述左、右电磁铁1、5的轴线与水平面平行，所述钢球6安装在一个平面内。
本实用新型微移动原理如下电磁铁线圈7通电后，便产生一个电磁力，衔铁2在这个电磁力作用下向左移动，直到碰到电磁线圈7为止，同时压缩弹簧3；当去掉电磁铁1电后，衔铁2便在弹簧3力的作用下以一定速度向右移动，最终碰撞到移动本体4上，根据动量及动能守恒原理，本实用新型便向右移动，连续控制左侧电磁铁1，本实用新型便向右实现直线微移动。同理，控制右侧电磁铁5，本实用新型便向左实现直线微移动。
本实用新型在中科院先进制造技术基地课题实验中，经过测试，其最小位移量可达到0.8μm。
权利要求1.一种直线微移动机器人，其特征在于由左、右电磁铁(1、5)、作为驱动体的衔铁(2)、弹簧(3)、移动本体(4)、钢珠(6)组成，其中电磁铁(1、5)中的电磁铁线圈(7)的外壳固连于移动本体(2)两侧，呈相互对称结构，作为驱动体的衔铁(2)装在电磁线圈(7)和弹簧(3)中；弹簧(3)由于电磁铁线圈(7)与移动本体(4)固连时，使其产生一定压缩量，保证衔铁(2)在弹簧(3)单独作用下，始终与移动本体(4)接触连接，所述移动本体(4)的底面四角，对称地安装有钢球(6)。
2.按照权利要求1所述的微移动机器人，其特征在于所述左、右电磁铁(1、5)分别安装，相互同轴。
3.按照权利要求1所述的微移动机器人，其特征在于所述左、右电磁铁(1、5)的轴线与水平面平行，所述钢球(6)安装在一个平面内。
专利摘要本实用新型涉及一种直线微移动机器人。它由左、右电磁铁、作为驱动体的衔铁、弹簧、移动本体、钢珠组成,其中电磁铁中的电磁铁线圈的外壳固连于移动本体两侧呈相互对称结构,作为驱动体的衔铁装在电磁线圈和弹簧中;弹簧由于电磁铁线圈与移动本体固连时,使其产生一定压缩量,保证衔铁在弹簧单独作用下,始终与移动本体接触连接,所述的移动本体的底面四角,对称地安装有钢球。本实用新型结构简单,运动原理独特、易实现,运动精度高,造价低廉。
文档编号B25J11/00GK2465895SQ0121184
公开日2001年12月19日 申请日期2001年2月27日 优先权日2001年2月27日
发明者李小凡, 姚辰, 王 忠, 原培章 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所