仿生六足折纸机器人结构设计与运动分析

1

作者 曹东兴 贾艳超 +1 位作者 郭翔鹰 毛佳佳 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1543-1555,共13页

针对现有折纸机器人组成结构单一,运动不够灵活的问题,将折纸结构与多足机器人设计相结合,耦合三浦折纸和六折痕折纸,提出新型的仿螃蟹六足折纸机器人设计方案,扩展了折纸机器人的运动构型,提升了折纸机器人的运动灵活性.在面对称假设下... 针对现有折纸机器人组成结构单一,运动不够灵活的问题,将折纸结构与多足机器人设计相结合,耦合三浦折纸和六折痕折纸,提出新型的仿螃蟹六足折纸机器人设计方案,扩展了折纸机器人的运动构型,提升了折纸机器人的运动灵活性.在面对称假设下,该机器人单足具有2个自由度,此时将机器人腿部顶点等效为关节,轴线折痕等效为连杆,建立机器人腿部的平面连杆等效模型,并以折面夹角为运动变量,通过仿真计算得出机器人足端的理论运动范围.利用楔形面板技术对折面增厚并避免相邻折面发生物理干涉,建模得到折纸仿螃蟹六足机器人的三维模型.基于平面连杆的等效模型,分析折面夹角与足端运动之间的联系,设计确定机器人的足端运动轨迹与运动步态.利用3D打印技术设计并制作折纸仿生六足机器人试验样机,基于STM32单片机控制实现了机器人三横向角步态运动.结果表明,该折纸仿生机器人可以实现平面构型到仿螃蟹构型的转换,在6条腿的协同运动下,机器人可以平稳地左右横向移动. 展开更多

关键词 六足机器人 仿生 六折痕折纸 三浦折纸 运动分析

下载PDF 职称材料

TMP折纸防护的双稳态软体机器人

2

作者 刘杰 李志勇 +3 位作者 何俊峰 文桂林 王洪鑫 田阳 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2331-2343,共13页

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... 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. 展开更多

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

下载PDF 职称材料

一款仿蚯蚓机器人的纤维驱动特性建模与辨识 被引量：2

3

作者 刁斌斌 徐鉴 +1 位作者 何健锋 张晓旭 《动力学与控制学报》 2023年第2期1-11,共11页

针对一款Yoshimura折纸结构仿蚯蚓移动机器人,本文提出了基于人工肌肉纤维驱动的折展-纤维机器人新构型.该人工肌肉纤维为镀银尼龙线材质,以电热方式实现纤维收缩驱动,是一种典型的力电热耦合材料.考虑到其力电热耦合特性尚未明确,本文... 针对一款Yoshimura折纸结构仿蚯蚓移动机器人,本文提出了基于人工肌肉纤维驱动的折展-纤维机器人新构型.该人工肌肉纤维为镀银尼龙线材质,以电热方式实现纤维收缩驱动,是一种典型的力电热耦合材料.考虑到其力电热耦合特性尚未明确,本文首先基于第一性原理提出了等长收缩状态下驱动电流-纤维温度微分模型,并通过NSGA-Ⅱ算法精确辨识了模型各参数.进一步,基于数据驱动建模方式明确了等长收缩状态下纤维温度-收缩力关系以及等温收缩状态下纤维变形-收缩力关系,最终实现了人工肌肉纤维力电热耦合特性的精确刻画,为新型仿蚯蚓移动机器人的运动性能分析和优化提供了理论基础. 展开更多

关键词 仿蚯蚓机器人 Yoshimura折纸 纤维驱动 力电热耦合 参数辨识

下载PDF 职称材料

管状折纸结构的仿乌贼水下机器人设计 被引量：1

4

作者 卓超群 胡俊峰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第1期79-82,86,共5页

为了增强仿乌贼游动方式的水下机器人环境适应能力,设计了一种基于气动软体驱动器驱动的仿乌贼水下机器人。该水下机器人主要由2个多腔体型气动软体驱动器和管状折纸结构组成,气动软体驱动器和管状折纸结构采用螺栓联接,为水下机器人提... 为了增强仿乌贼游动方式的水下机器人环境适应能力,设计了一种基于气动软体驱动器驱动的仿乌贼水下机器人。该水下机器人主要由2个多腔体型气动软体驱动器和管状折纸结构组成,气动软体驱动器和管状折纸结构采用螺栓联接,为水下机器人提供所需的推进动力。基于Yeoh本构模型和力矩平衡原理,建立气动软体驱动器的运动变形模型。通过分析管状折纸结构尺寸参数与水下机器人性能之间的关系,建立水下机器人的存储水量模型。制作样机并搭建实验测试系统,对水下机器人的性能进行测试,说明所提出的水下机器人设计思路的可行性。 展开更多

关键词 仿乌贼水下机器人 喷射推进系统 管状折纸结构

下载PDF 职称材料

“机械原理”课程设计中折纸机械手设计与分析

5

作者 杨慧 郝亮亮 +1 位作者 刘永斌 汪祥 《常州工学院学报》 2022年第1期84-88,共5页

为了拓展学生应用新理论设计机构的能力,在机械原理课程中设计了一种折纸式三指机械手,先对基本折痕和单根手指分别进行几何分析,利用Visio绘制三指机械手折痕示意图;再采用DH坐标法进行运动学分析,采用MATLAB对其操作空间进行了数值仿... 为了拓展学生应用新理论设计机构的能力,在机械原理课程中设计了一种折纸式三指机械手,先对基本折痕和单根手指分别进行几何分析,利用Visio绘制三指机械手折痕示意图;再采用DH坐标法进行运动学分析,采用MATLAB对其操作空间进行了数值仿真。通过该教学案例,不仅使学生获得机构学理论新知识,而且使学生熟练掌握了2种软件,提高了学生分析问题和解决问题的能力。 展开更多

关键词 机械原理课程 教学设计 折纸机器人

下载PDF 职称材料

煤矿救援机器人可折展水弹轮式结构分析与优化 被引量：5

6

作者 尚祖恩 赵丽娟 +1 位作者 刘雄豪 金鑫 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第24期2924-2933,共10页

设计了一种适用于煤矿井下救援机器人的水弹轮式结构,以提高救援机器人在复杂条件下的工作可靠性和非结构化环境下的适应性。提出以平行四边形为基本单元的水弹轮式结构径向运动学建模方法,研究不同基本单元水弹轮式结构的承载特性。基... 设计了一种适用于煤矿井下救援机器人的水弹轮式结构,以提高救援机器人在复杂条件下的工作可靠性和非结构化环境下的适应性。提出以平行四边形为基本单元的水弹轮式结构径向运动学建模方法,研究不同基本单元水弹轮式结构的承载特性。基于连续介质损伤力学理论对轴向压缩载荷下平行四边形水弹轮式结构的疲劳寿命进行预测,以折展比为约束条件,以极限承载力、疲劳寿命作为评价函数对关键设计参数进行多目标优化。研究结果表明,在质量相同情况下平行四边形水弹轮式结构具有较好的极限承载力,优化后平行四边形水弹轮折展比、极限承载力、裂纹萌生疲劳寿命分别提高15.8%、40.7%、55.4%,水弹轮式结构的工作可靠性得到提高,实际疲劳寿命破坏区域与理论计算结果一致,试验结果验证了分析过程的准确性和优化方法的有效性。 展开更多

关键词 煤矿救援机器人 折纸 可变形轮 运动学分析 多目标优化

下载PDF 职称材料

软体机器人流体驱动方式综述 被引量：16

7

作者 赵宇豪 赵慧 谭代彬 《液压与气动》 北大核心 2021年第4期135-145,共11页

软体机器人是由柔性材料制成的新型机器人,具有刚度小、柔顺性高等特点,其运动性能、应用环境范围主要取决于驱动方式。目前的驱动方式主要有流体驱动、线驱动、形状记忆合金驱动、电活性聚合物驱动、混合驱动等,其中流体驱动由于其形... 软体机器人是由柔性材料制成的新型机器人,具有刚度小、柔顺性高等特点,其运动性能、应用环境范围主要取决于驱动方式。目前的驱动方式主要有流体驱动、线驱动、形状记忆合金驱动、电活性聚合物驱动、混合驱动等,其中流体驱动由于其形式的多样性、响应的快速性、高承载性而受到青睐。根据流体驱动介质的不同,将软体机器人流体驱动方式分为气压驱动、液压驱动、微流体驱动等,同时进一步根据气压驱动的结构类型将其分为纤维编织型、螺旋型、网格型、折纸型和特殊型等;介绍了目前流体驱动的软体机器人制造技术,分析了软体机器人流体驱动方式面临的一些问题,并提出了其未来发展方向。 展开更多

关键词 软体机器人 驱动器 流体驱动 折纸

下载PDF 职称材料

面向可控自组装的DNA纳米管可编程AFM操作 被引量：1

8

作者 李龙海 刘连庆 董再励 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2015年第4期240-245,共6页

"核心"DNA纳米结构的精确定位是实现指定位置的DNA纳米结构可控自组装构建纳米器件或系统的关键难题之一。研究了一种可编程控制的原子力显微镜(AFM)操作方法,通过运用操作过程中参数调控,实现液体环境中柔性DNA纳米结构的可... "核心"DNA纳米结构的精确定位是实现指定位置的DNA纳米结构可控自组装构建纳米器件或系统的关键难题之一。研究了一种可编程控制的原子力显微镜(AFM)操作方法,通过运用操作过程中参数调控,实现液体环境中柔性DNA纳米结构的可控定位及定向操作。对操作振幅和溶液中Mg2+浓度两个关键参数进行了实验优化。实验采用的是长400 nm和直径约6 nm的DNA纳米管状结构。实验结果表明,在操作振幅为3.5 nm和Mg2+浓度为10 mmol/L的优化控制条件下,应用可编程控制的AFM调控操作方法,实现了液体环境中DNA纳米结构的定位定向操作,且成功率达到80%。 展开更多

关键词 原子力显微镜(AFM) AFM操作 纳米机器人 DNA折纸术 DNA纳米管

原文传递

基于折纸机构设计的新型行走机器人 被引量：1

9

作者 江新阳 许勇 +4 位作者 王艳 刘佳莉 赵传森 吕叶萍 王煜 《机械传动》 北大核心 2021年第5期66-74,共9页

针对行走机器人存在的驱动复杂、无法适应不同行走环境等局限,基于折纸机构设计出一种新型的具有单自由度的行走机器人的两种腿部折纸构型;通过将三浦折纸(Miura-Ori)折痕转角理论与腿部等效运动学模型相结合,简化运动学的求解并设计出... 针对行走机器人存在的驱动复杂、无法适应不同行走环境等局限,基于折纸机构设计出一种新型的具有单自由度的行走机器人的两种腿部折纸构型;通过将三浦折纸(Miura-Ori)折痕转角理论与腿部等效运动学模型相结合,简化运动学的求解并设计出一种新型的驱动方式。将单顶点折纸理论拓展到多顶点的折纸构型之中,得到了不同单元的折痕转角之间的确定关系。提出一种配合折纸折叠状态的步态规划。结果表明,机器人腿部折纸构型能够实现大跨度、大步长的行走步态;由于足部末端的大跨度动作,不与地面发生相对滑动,能够在不同复杂程度的路面实现平稳行走。 展开更多

关键词 行走机器人 三浦折纸 折纸机构 运动学

下载PDF 职称材料

基于折纸结构的爬行机器人技术研究

10

作者 冷莹 费飞 +2 位作者 谢晓健 王珂儿 吴常铖 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第8期53-55,59,共4页

折纸结构由于其刚性与柔性并存的特殊性质,可用作结构支撑和驱动机构,为小型、可伸缩、价格低廉的机器人和可扩展结构提供了新思路。讨论了一种基于扭转塔折纸结构的爬行机器人,该机器人可通过拉伸力或扭转力产生伸缩运动和扭转运动;以... 折纸结构由于其刚性与柔性并存的特殊性质,可用作结构支撑和驱动机构,为小型、可伸缩、价格低廉的机器人和可扩展结构提供了新思路。讨论了一种基于扭转塔折纸结构的爬行机器人,该机器人可通过拉伸力或扭转力产生伸缩运动和扭转运动;以旋转角度作为变量分析了两种运动模式的运动学模型;并选取了以牵引线为基础的电机驱动方案,用以模拟前后爬行和转弯运动。实验证明:该折纸机器人可以完成0.62 cm/s直线前进动作或者1°/s的转弯动作,该结构还可以用于机械手、机械臂等设计。 展开更多

关键词 折纸 爬行机器人 线驱动 扭转塔结构

下载PDF 职称材料

动态DNA折纸计算模型的可满足性问题 被引量：1

11

作者 陈哲 殷志祥 唐震 《南阳师范学院学报》 CAS 2020年第3期47-52,共6页

DNA折纸术与传统的DNA自组装技术不同,通过碱基互补配对能够可控地构造出高度复杂的纳米图案或结构.文中为了求解可满足问题设计了一种动态的折纸结构,该结构由DNA折纸卡槽、双态DNA机器、DNA行走机器人三部分组装而成.折纸卡槽由一条DN... DNA折纸术与传统的DNA自组装技术不同,通过碱基互补配对能够可控地构造出高度复杂的纳米图案或结构.文中为了求解可满足问题设计了一种动态的折纸结构,该结构由DNA折纸卡槽、双态DNA机器、DNA行走机器人三部分组装而成.折纸卡槽由一条DNA长链和若干短链折叠而成,DNA行走机器人是由7条单链折成的三手四足DNA折纸结构,双态DNA机器分为修饰和不修饰荧光颗粒两种状态.DNA机器人的“手”通过链置换接收荧光颗粒,机器人的“脚”在链的驱动下以顺时针旋转120°在折纸卡槽和DNA双态机器组装而成的折纸基底上完成动态行走.根据可满足问题的约束变量选择性地接收荧光颗粒,每一步对应于一个变量的取值,以荧光团的个数映射问题的条件,以荧光团的颜色映射问题的解.该模型结构简单,其解易于观察,因而大大提高了模型的可行性和计算的准确性. 展开更多

关键词 DNA折纸术 可满足性问题 DNA行走机器人 荧光颗粒

下载PDF 职称材料

折纸启发的空间可折展末端执行器设计

12

作者 王艳 许勇 +2 位作者 董飞 张强强 赵传森 《轻工机械》 CAS 2021年第2期29-34,共6页

为解决多自由度可折展机构及折纸机器人等末端执行器的控制问题,课题组提出了一种外部链节间接控制刚性折纸机构的方法。该方法中的机构无需组装,降低了系统的复杂性,且单自由度驱动可使得刚性折纸机构可逆地折叠和展开。课题组将刚性... 为解决多自由度可折展机构及折纸机器人等末端执行器的控制问题,课题组提出了一种外部链节间接控制刚性折纸机构的方法。该方法中的机构无需组装,降低了系统的复杂性,且单自由度驱动可使得刚性折纸机构可逆地折叠和展开。课题组将刚性折纸机构与单环闭链机构进行结合,提出了一种空间可折展末端执行器;该末端执行器采用3个固接Bricard机构为外部链节,只需要1个旋转驱动即可控制空间3自由度末端执行器的折展过程。课题组首先对外部链节进行了运动学分析,然后对外部链节进行驱动设计,最后对整个末端执行器进行仿真实验分析。结果表明在外部链节的控制下,能够实现单个驱动控制3个自由度末端执行器的同时收放,验证了理论分析的正确性。用外部链节控制刚性折纸机构的方法只需要最小的驱动力可实现复杂的运动。 展开更多

关键词 折纸机器人 末端执行器 刚性折纸 单环闭链机构

下载PDF 职称材料

基于折纸机构的上肢外骨骼

13

作者 张锐浩 张帆 张玉辉 《轻工机械》 CAS 2022年第3期23-29,共7页

为了进行上肢肌肉损伤类疾病康复,课题组设计了一种辅助运动与支撑的上肢外骨骼机器人。课题组基于刚性折纸的折叠特性设计出具有自锁特性的肘关节外骨骼,采用连杆机构设计肩关节外骨骼;运用D-H法对上肢外骨骼进行运动学分析,得出肘关... 为了进行上肢肌肉损伤类疾病康复,课题组设计了一种辅助运动与支撑的上肢外骨骼机器人。课题组基于刚性折纸的折叠特性设计出具有自锁特性的肘关节外骨骼,采用连杆机构设计肩关节外骨骼;运用D-H法对上肢外骨骼进行运动学分析,得出肘关节折纸机构自锁时的折叠角度和肩关节末端的运动位姿;基于蒙特卡洛算法求解出肩关节外骨骼的运动空间并运用MATLAB将结果可视化。应用结果表明:该上肢外骨骼能有效减轻上肢肌肉在工作中受到的压力且不对上肢运动造成影响。该上肢外骨骼具有结构简单,轻便和易于折叠和自锁的特点,满足使用要求。 展开更多

关键词 外骨骼机器人 自锁机构 刚性折纸 运动空间 D-H法 蒙特卡洛算法

下载PDF 职称材料

基于折纸原理的可变形轮腿机构设计分析

14

作者 王丹 方波 郑静静 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期50-56,64,共8页

本研究提出了一种新型的可变形轮腿机构,旨在解决传统轮式机器人环境适应性有限的问题。首先对折纸单元运动规律分析以确定折纸单元几何参数,在此基础上设计了轮腿机构,进而设计传动系统实现单一电机控制四个轮腿同时变形。通过仿真和... 本研究提出了一种新型的可变形轮腿机构,旨在解决传统轮式机器人环境适应性有限的问题。首先对折纸单元运动规律分析以确定折纸单元几何参数,在此基础上设计了轮腿机构,进而设计传动系统实现单一电机控制四个轮腿同时变形。通过仿真和样机实验评估了该机构的变形能力和越障性能。实验结果表明,所设计的轮腿机构能够有效地在轮式和腿式模式之间转换,且具备2.18倍于轮径的极限越障能力,显著提高了机器人在不同地形下的适应性。 展开更多

关键词 三浦折纸 可变形轮腿机构 移动机器人 越障

原文传递

一种折纸型柔性驱动器的设计与应用

15

作者 刘中明 孙中圣 《机械设计与制造工程》 2024年第12期47-52,共6页

设计了一种新型的折纸型柔性驱动器,通过对三浦折纸单元的折叠过程进行研究,建立了折纸驱动器各折痕转角之间的关系方程,分析了该折纸结构展开过程中的展开角度,最终确定了折纸结构的详细几何参数。对驱动器的基本性能进行了测试,并在... 设计了一种新型的折纸型柔性驱动器,通过对三浦折纸单元的折叠过程进行研究,建立了折纸驱动器各折痕转角之间的关系方程,分析了该折纸结构展开过程中的展开角度,最终确定了折纸结构的详细几何参数。对驱动器的基本性能进行了测试,并在此基础上提出了一种可直线移动的爬行机器人,试验证明该机器人可以在±3 kPa的气压下完成2.04 cm/s的直线前进动作,为折纸驱动器的应用提供了可行方案。 展开更多

关键词 折纸结构 爬行机器人 气动

下载PDF 职称材料

Kresling和Miura折痕混合型三指机械手的运动学分析及其设计 被引量：3

16

作者 杨慧 汪祥 +1 位作者 乔尚岭 刘荣强 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期35-44,共10页

提出了一种基于Kresling和Miura折痕的混合型三指机械手,该手具有抓取范围大、结构简单和灵活性高的特点。首先,对Kresling折痕进行几何分析,建立了Kresling折痕参数与应变能之间的关系方程。利用坐标法建立了多层Miura折纸单元的力矩... 提出了一种基于Kresling和Miura折痕的混合型三指机械手,该手具有抓取范围大、结构简单和灵活性高的特点。首先,对Kresling折痕进行几何分析,建立了Kresling折痕参数与应变能之间的关系方程。利用坐标法建立了多层Miura折纸单元的力矩与指节长宽比之间的关系方程;在此基础上利用虚功原理建立了混合型单元的各个参数之间关系的数学模型,并采用D-H(Denavit-Hartenberg)坐标法计算出末端点的分布来确定机械手的工作空间;采用力矩平衡的方法,分析了机械手对圆柱体和长方体分别进行指尖抓取和包络抓取的情况,得出了各接触力与各关节角之间的关系。 展开更多

关键词 机器人 混合型折纸机械手 Kresling折痕 Miura折痕 动力学分析

原文传递

折纸机器人 被引量：21

17

作者 冯慧娟 杨名远 +2 位作者 姚国强 陈焱 戴建生 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期1259-1274,共16页

21世纪以来,随着折纸结构在工程领域日益广泛的应用,折纸工程学这一新兴的交叉学科越来越受到人们的重视.刚性折纸作为折纸的一个重要分支,以其折展过程中面内无应变的特点而被应用于工程结构的设计中.此外,刚性折纸结构凭借良好的折叠... 21世纪以来,随着折纸结构在工程领域日益广泛的应用,折纸工程学这一新兴的交叉学科越来越受到人们的重视.刚性折纸作为折纸的一个重要分支,以其折展过程中面内无应变的特点而被应用于工程结构的设计中.此外,刚性折纸结构凭借良好的折叠特性也被大量用于机器人的设计中,由此产生了折纸机器人.它兼具折纸结构和机器人各自的优点,成为折纸工程学发展的新方向.根据折纸机器人中折纸结构所起的不同作用,可将其分为三类:骨架型折纸机器人、驱动型折纸机器人和外壳型折纸机器人.本文在总结国内外学者在此三大方向研究成果的基础上,概述了其中的科学问题和技术方法,最后得出未来折纸机器人骨架驱动一体化的发展是必然趋势的结论. 展开更多

关键词 折纸工程学 刚性折纸结构 骨架型折纸机器人 驱动型折纸机器人 外壳型折纸机器人

原文传递

基于织物/折纸复合材料的仿蠕虫管道软体机器人 被引量：1

18

作者 蒋程 裴泽光 《上海纺织科技》 北大核心 2021年第6期58-61,共4页

介绍了一种基于织物/折纸复合材料的仿蠕虫管道软体机器人的设计过程与性能测试,其中PVC涂塑尼龙机织物与折纸结构分别用作机器人的皮肤和骨骼。机器人两端设有Kresling结构的锚定器,锚定器表面附着有用于加强锚定作用的硅胶块;机器人... 介绍了一种基于织物/折纸复合材料的仿蠕虫管道软体机器人的设计过程与性能测试,其中PVC涂塑尼龙机织物与折纸结构分别用作机器人的皮肤和骨骼。机器人两端设有Kresling结构的锚定器,锚定器表面附着有用于加强锚定作用的硅胶块;机器人中段采用类似风箱结构的主体段连接,以此实现其蠕动前进。研究了机器人的水平单向运动性能、水平双向运动性能、竖直爬行运动性能、拖拽重物性能、排障性能和耐变形性能。结果显示:该机器人具有成本低、制备简单、自由度无限、可模块化设计等优点,在管道检测与排障方面具有良好的应用潜力。 展开更多

关键词 织物 软体机器人 复合材料 管道检测 水平运动 竖直运动 结构

原文传递

面向软体机器人的新型变刚度技术研究进展 被引量：1

19

作者 刘晨 吴业辉 +3 位作者 李博 董旭峰 陈花玲 陈贵敏 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第17期69-81,共13页

软体机器人具有多样的运动自由度和良好的环境适应性,而低刚度限制了其实际操作的承载能力。因此,发展面向软体机器人的变刚度技术是当前研究的前沿热点问题。综述了近5年新型变刚度技术进展,分析了其工作原理(静电吸附原理、层干扰原... 软体机器人具有多样的运动自由度和良好的环境适应性,而低刚度限制了其实际操作的承载能力。因此,发展面向软体机器人的变刚度技术是当前研究的前沿热点问题。综述了近5年新型变刚度技术进展,分析了其工作原理(静电吸附原理、层干扰原理、自锁折纸机理、电/磁流变原理和最小势能原理)、变刚度性能及实际应用。讨论了当前变刚度技术的挑战和未来的发展方向,并探讨了新一代变刚度技术的潜在研究价值。 展开更多

关键词 软体机器人 变刚度 折纸机构 仿生设计 介电弹性体

原文传递

基于刚性折纸的新型可折展移动机器人折展原理分析及验证

20

作者 杨富富 卢帅龙 +2 位作者 宋亚庆 张俊 姚立纲 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第23期75-87,共13页

针对现有轮式机器人的本体相对固定无法适应复杂环境的问题,将自由度较少、折展比大的刚性折纸机构与高效的轮式运动相结合,提出一种新型可折展移动机器人机构,提升了移动机器人在复杂环境下的通过性能。对此机构折展原理进行分析,得到... 针对现有轮式机器人的本体相对固定无法适应复杂环境的问题,将自由度较少、折展比大的刚性折纸机构与高效的轮式运动相结合,提出一种新型可折展移动机器人机构,提升了移动机器人在复杂环境下的通过性能。对此机构折展原理进行分析,得到机器人三维尺寸与驱动角之间的关系,并通过建立简化模型,对动力学进行研究,得到不同位置的驱动力矩随驱动角的变化,从而得到最优驱动布置方案,之后通过运动协调算法研究,实现了机器人移动与折展协调运动,使其能够在复杂环境中高效运动。最后搭建物理样机以及控制系统,并通过试验验证机器人的移动及折展性能。结果表明,该可折展移动机器人具有三维折展比大,运动灵活高效的优点,可通过切换姿态适应复杂路径,有望在探测、检测以及救援等工程领域得到应用。 展开更多

关键词 刚性折纸 可展移动机器人 折展原理 样机试验

原文传递