双模式形变驱动变构软体机器人

TP242; 当前软体机器人利用单类型执行器组合形成某种特定构型,无法通过改变构型适应可变环境.为提高软体机器人的环境适应能力,结合收缩和弯曲的双模式形变驱动机理,利用两种执行器构建多类型的可变构型软体机器人,借助正负压驱动控制系统,实现多种运动和操作功能.提出海绵基体结合束缚层的收缩形变和弯曲形变驱动方法,设计对立面束缚的收缩形变单元及对立面和底面共同束缚的弯曲形变单元.组合收缩形变单元和弯曲形变单元,构造仿尺蠖爬行软体机器人和手足复用软体机器人.提出结合负比例阀和电磁阀的正负压气动控制系统,输出负压驱动收缩形变、弯曲形变和吸盘吸附;输出正压控制形变单元的快速恢复,实现变构型软体机器人的驱动...

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Published in深圳大学学报（理工版） Vol. 41; no. 5; pp. 602 - 611
Main Authors 黄海明, 谢钧涛, 黄灿炜, 吴迪森, 欧阳佳妮, 逄崇玉, 郑立钒
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 深圳大学电子与信息工程学院,广东深圳 518060 01.09.2024
Subjects
pressure actuation
软体机器人
气压驱动
variable configuration
变构型
inchworm-inspired
robot technology
机器人技术
hand-foot fusion
手足复用
soft robot
仿尺蠖
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ISSN1000-2618
DOI10.3724/SP.J.1249.2024.05602

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Summary:TP242; 当前软体机器人利用单类型执行器组合形成某种特定构型,无法通过改变构型适应可变环境.为提高软体机器人的环境适应能力,结合收缩和弯曲的双模式形变驱动机理,利用两种执行器构建多类型的可变构型软体机器人,借助正负压驱动控制系统,实现多种运动和操作功能.提出海绵基体结合束缚层的收缩形变和弯曲形变驱动方法,设计对立面束缚的收缩形变单元及对立面和底面共同束缚的弯曲形变单元.组合收缩形变单元和弯曲形变单元,构造仿尺蠖爬行软体机器人和手足复用软体机器人.提出结合负比例阀和电磁阀的正负压气动控制系统,输出负压驱动收缩形变、弯曲形变和吸盘吸附;输出正压控制形变单元的快速恢复,实现变构型软体机器人的驱动控制.抓取、爬行、爬坡、转向、转向直行和爬管实验结果表明,仿尺蠖爬行软体机器人能在23°斜坡上爬行,手足复用软体机器人能抓取1.2 kg物体,进而验证变构型软体机器人的环境适应和功能复用能力.
ISSN:1000-2618
DOI:10.3724/SP.J.1249.2024.05602