模块化气动软体爬行机器人的设计与分析

• 作者: 尹宏飞
• 来源期刊: 机械传动
• 学科: 工学
• 关键词: 模块化;气动软体机器人;非线性模型;结构仿真分析
• 年，卷（期）: 2025,（1）
• 页码范围: 64-73
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2025.01.008

摘要

【目的】模块化软体机器人具备高柔韧性与理论上的无限自由度，可以适应各种复杂的环境和任务需求。为此，设计了一种仿蜂巢软体驱动单元，将多个该单元连接组成可以实现不同功能的模块化驱动软体机器人。【方法】对设计的仿蜂巢软体驱动单元进行了材料选择与力学分析，建立了软体驱动单元内部驱动气压与变形量之间的非线性关系模型，并采用有限元仿真验证了该模型的有效性；基于仿蜂巢软体驱动单元模块，设计了伸缩型软体机器人和双向弯曲型软体机器人，并对两种构型的软体机器人进行有限元仿真；最后，进行了软体机器人的制作以及模块化驱动软体机器人的试验研究。【结果】仿真结果表明，双向弯曲型软体机器人比相同长度的伸缩型软体机器人在伸缩变形范围上更大，其承载能力较伸缩型软体机器人也更好。试验结果表明，双向弯曲型软体机器人可以实现仿蠕虫的直线爬行与转向运动。并且两种构型的软体机器人试验结果与仿真结果基本保持一致。