基于增强型基底压电驱动器的微型四足机器人的设计和制造

压电驱动的微机器人是昆虫尺度微机器人的研究热点。针对FR_(4)基底的压电驱动器的耐压性问题,提出了基于增强型基底的压电驱动器的微型四足机器人的整机设计和制造方案。基于传统的FR_(4)覆铜板-碳纤维-FR_(4)覆铜板三层基底结构,建立了FR_(4)覆铜板两侧覆盖玻璃纤维的五层基底结构,增强了FR_(4)覆铜板的刚性,提高了压电驱动器的介电击穿电压和机械能量。在完成了其余零部件的设计、制造和装配后,对微型四足机器人进行了运动测试。当外加幅值为200 V、频率为20 Hz的脉动方波信号时,重1.51 g的微型四足机器人(5.1 cm×4.5 cm×2.3 cm)可以以14.9 cm/s(约3倍体长/s)的速度爬行,验证了整机设计和制造方案的可行性,也为压电式微机器人的驱动部件的研制提供了另一种方案。