58、昆虫大小飞行迷你机器人压电陶瓷人工肌肉改进与百香果采摘分拣机器人平台设计

昆虫大小飞行迷你机器人压电陶瓷人工肌肉改进与百香果采摘分拣机器人平台设计

昆虫大小飞行迷你机器人压电陶瓷人工肌肉改进

研究背景与目标

在飞行昆虫大小的迷你机器人设计中，人工肌肉（压电致动器）是实现飞行的关键元素。然而，目前人工肌肉存在一些缺点，为了改进这些问题，研究人员开展了相关工作。目标是确定压电元件在金属板上的最佳位置和合理长度，以提高其性能。

研究方法与成果

• 3D 建模 ：进行 3D 建模，以确定压电元件在金属板上的最合理位置，以及在特定位置时压电元件的合理长度。
• 新型设计 ：提出了一种双压电晶片十字形压电致动器的新设计。研究结果显示，与基本设计相比，振动幅度增加了 7 倍。这一成果将通过降低基于压电致动器的人工肌肉控制电压的幅度，使能耗降低约 7 倍。此外，还能减轻整个结构的重量，使其更加自主和轻便，加速了该领域的发展。

应用前景

研究所得结果不仅可用于设计飞行昆虫大小的迷你机器人，还可用于设计爬行和漂浮迷你机器人。未来计划开展进一步研究，致力于创建一种新型压电陶瓷致动器组件，以实现向飞行昆虫大小迷你机器人机翼的新型力传递。

相关实验展示

• 图 13 ：展示了双压电晶片十字形压电致动器在 410 Hz 频率下的振荡可视化显示。
• 图 14 ：呈现了双压电晶片十字形压电致动器的实验样本。

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