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题名介电弹性体驱动的爬行-跳跃机器人研究
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作者
潘锋
阮佳平
唐威
邹俊
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机构
浙江舜宇智能光学技术有限公司
浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室
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出处
《工程设计学报》
北大核心
2025年第3期316-325,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52305074)
浙江省自然科学基金资助项目(LZYQ25E050001)。
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文摘
具备爬行与跳跃功能的机器人比只能单一运动的机器人更能适应复杂环境,同时其柔性驱动器具有驱动变形大、结构简单等优势。基于介电弹性体的柔性驱动方式,设计了一种爬行-跳跃软体机器人。首先,设计了一种双稳态介电弹性体执行器,其由介电弹性体膜、柔性电极、加强筋和柔性框架构成,具有横向和纵向两个双稳态,并通过分析和试验确定了其尺寸参数;其次,采用VHB4910介电弹性体膜制作了双稳态介电弹性体执行器,研究了薄膜预拉伸率对执行器动态响应的影响规律,并测试了其输出力矩,验证了采用该执行器可实现机器人跳跃;接着,基于介电弹性体执行器,设计了爬行-跳跃机器人,其由爬行模块和跳跃模块组成,可实现直行、转弯和跳跃等动作;最后,制作了爬行-跳跃机器人实物并进行了测试。测试结果表明:机器人最大运动速度为10 cm/s,相当于每秒行进1.25个身长;最大转弯速度为12(°)/s;跳跃高度约为5 mm,跳跃距离约为3 cm。研究结果为爬行-跳跃软体机器的结构设计和驱动提供了新方案。
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关键词
柔性驱动
介电弹性体
双稳态
柔性执行器
软体机器人
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Keywords
soft actuation
dielectric elastomer
bi-stable state
soft actuator
soft robot
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
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