基于液态金属的微小型轮式机器人驱动机制及实验研究

发布时间：2021-01-14 08:56

　　随着科技的进步和社会的发展,机器人在人类社会的各个领域都发挥着越来越重要的作用,其中移动机器人由于结构简单紧凑、控制方便等优势在多个领域被广泛应用。微小型轮式机器人特别适用于空间尺寸受限环境的功能实现,然而由于尺度的缩小,传统机器人的设计方法可能在小尺度条件下有所局限,因此亟需开展多种形式的微小型机器人的基础研究工作。连续电润湿效应是一种强有力的微驱动机制,在置于碱性溶液中的镓基液态金属两端施加电信号,液态金属即可在连续电润湿效应下实现运动。因此本课题针对轮式机器人的微小型化提出了一种将液态金属作为驱动部件的新型轮式机器人构型,阐明了其工作机理,并运用实验验证了该构型的可行性。首先,结合双电层理论以及液态金属电润湿理论阐述了液态金属电驱动的驱动机制,并结合Lippmann方程和Young-Laplace方程得到了位于氢氧化钠电解液中的镓基液态金属在受到电压信号时表面张力梯度的表达式,并分析了其在运动过程中的受力情况。其次,结合仿真分析,运用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对液态金属电驱动情况进行仿真分析,得到液态金属电驱动中电压幅值等因素的影响情况,并结合实验确定了... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

液态（2）磁场驱动磁场驱动方面当性粉末混合，使液态金属及磁性粉末混

磁驱动

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-6-液滴以5cm/s的速度在电解液中航行超过1小时，对未来仿生机器人以及液态金属作为驱动部件的应用阐明了可能性，如图1-3c）所示[37,38]。a）化学驱动形式1[35]b）化学驱动形式2[36]c）化学驱动形式3[37]图1-3化学驱动除上述三种常见驱动形式之外，液态金属还可以通过热梯度[39]、化学诱导[40,41]等形式进行驱动。（4）液态金属驱动的应用液态金属在电尝磁尝化学能等的驱动下均可实现可控运动，因此将其作为驱动部件并运用其运动性能实现一定的

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2976613