磁性液态金属驱动微型轮式机器人设计与运动研究

摘要

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，并最大程度地保留其流动性。将磁性液态金属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，分析磁性液态金属和轮式机构的受力情况，只要驱动力大于摩擦阻力，可实现轮式机器人直线运动。采用仿真模拟方式，利用Adams软件对轮式机器人在驱动力F=2.1×10^-3 N的作用下进行运动分析，此驱动力大于摩擦阻力，轮式机器人在0～10 s的运动区间内做匀加速直线运动，且平均速度为330.48 mm/s;在F=1×10^-4 N的作用下，此驱动力等于摩擦阻力，2.65 s后轮式机器人做匀速直线运动，其速度为150 mm/s,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。

关键词

磁性镓基液态金属 / 流体驱动 / 变重心 / 轮式机器人 / 运动分析