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Design, Analysis, and Characterization of a Two-Legged Miniature Robot With Piezoelectric-Driven Four-Bar Linkage

机译：具有压电驱动的四杆连杆双腿微型机器人的设计，分析和表征

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This paper presents the design and development of a new type of piezoelectric-driven robot, which consists of a piezoelectric unimorph actuator integrated as part of the structure of a four-bar linkage to generate locomotion. The unimorph actuator replaces the input link of the four-bar linkage, and motion is generated at the coupler link due to the actuator deflection. A dimensional synthesis approach is proposed for the design of four-bar linkage that amplifies the small displacement of the piezoelectric actuator at the coupler link. The robot consists of two such piezo-driven four-bar linkages, and its gait cycle is described. The robot's speed is derived through kinematic modeling and experimentally verified using a fabricated prototype. The robot prototype's performance in terms of its payload capability and nominal operating power is also characterized experimentally. These results will be important for developing a motion planning control strategy for a autonomous robot locomotion, which will be part of future work.
机译：本文介绍了一种新型压电驱动机器人的设计和开发，它由压电单身手术致动器组成，作为四杆连杆结构的一部分，以产生运动的一部分。单身致动器取代了四条链接的输入链路，并且由于致动器偏转，在耦合器链路处产生运动。提出了一种尺寸合成方法，用于设计四条杆连杆，其在耦合器连杆处放大压电致动器的小位移。机器人由两个这样的压电驱动的四条连杆组成，并且描述了其步态循环。机器人的速度是通过运动学建模来源的，并使用制造的原型进行实验验证。机器人原型在其有效载荷能力和标称操作电源方面的性能也在实验上表征。这些结果对于制定自主机器人机器的运动计划控制策略将是重要的，这将是未来工作的一部分。

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