磁性液态金属驱动微型轮式机器人结构设计与运动研究

作     者：韩锡镇 袁锐波 宋东明 覃学巨 梁松炜 李滔 

作者机构：云南前沿液态金属研究院有限公司 昆明理工大学机电工程学院 

出 版 物：《重庆理工大学学报(自然科学)》 (Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science))

年 卷 期：2024年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：云南省重大科技专项计划资助项目(202202AC080008) 

主　　题：磁性镓基液态金属 流体驱动 变重心 轮式机器人 运动分析 

摘      要：本文中将磁性粉末（Fe/Ni混合粉末）引入镓基液态金属中，使其具有良好的磁性，并最大程度的保留其流动性，将磁性液态金属合金用作轮式机器人的驱动部件，结合变重心理论，使其成为轮式机器人的动力来源，设计微小型轮式机器人结构，并通过三维软件Solidworks建立机器人模型，分析磁性液态金属合金和轮式机构的受力分析，得出只要驱动力大于摩擦阻力，可实现轮式机器人直线运动的结论，采用仿真模拟方式，并利用Adams软件对轮式机器人在驱动力F=2.1E-03 N的作用下进行运动分析，在此驱动力大于摩擦阻力，得到轮式机器人在0-10秒的运动区间内做匀加速直线运动，其平均速度为330.48mm/s的结果;在F=1E-04N的作用下，即驱动力等于摩擦阻力，2.65秒后轮式机器人做匀速直线运动，其速度为150mm/s的分析结果，其驱动力F的大小可通过调节磁场强度进行调控，以满足各种运动速度大小的需求。