-
题名TMP折纸防护的双稳态软体机器人
被引量：2
- 1
-
-
作者
刘杰
李志勇
何俊峰
文桂林
王洪鑫
田阳
-
机构
燕山大学机械工程学院河北省轻质结构设计与制备工艺技术创新中心
广州大学机械与电气工程学院
-
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期2331-2343,共13页
-
基金
国家自然科学基金(12172095,11902085,11832009)
广东省自然学科基金(2021A1515010320,2023A1515011770)
广州市科技计划(202201020193,202201010399)资助项目。
-
文摘
软体机器人在复杂非结构化环境探索搜救等方面展现出了良好的应用潜力,但仍存在运动速度较慢、软体结构易受损等问题亟需解决.基于此,提出了一种TMP(Tachi-Miura polyhedron)折纸防护的双稳态软体机器人.软体脊柱、拉簧和TMP折纸外壳组成双稳态系统,由气压驱动突破双稳态系统的两个能量壁垒,实现双稳态之间的切换,并通过快速储存和释放能量驱动软体机器人快速运动.TMP折纸作为软体机器人的外壳,可为其提供防护,预防外界坚硬锋利介质刺破软体脊柱;此外,其在运动过程中的应变能对软体机器人的双稳态能量势阱具有较大贡献.结合材料拉伸实验和商用软件中的本构参数拟合法,确定了软体脊柱材料本构模型参数.探究了软体脊柱弯曲角度与驱动气压之间的量化关系,并提出了基于分段常曲率法的软体机器人运动学建模方法.开展了系列实验测试,发现所提软体机器人通过图钉模拟的极端环境时仍能正常运动,在平地上平均速度达到1.81BL s^(−1),其质量−运动速度关系图位于软体机器人和刚性机器人的交叉区域,属于刚−软耦合机器人.此外,证实了所提软体机器人在石子路、泥泞地、浅水沟、浅草地和深水池复杂非结构化环境快速运动能力.
-
关键词
软体机器人
折纸结构
双稳态
非结构化环境
运动学建模
-
Keywords
soft robot
origami structure
bistable state
unstructured environment
kinematic modeling
-
分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
-
