3腔道仿生软体爬行机器人设计

摘要

为了改善软体机器人复杂的结构和繁琐的控制系统,课题组设计了一种气压驱动仿生软体爬行机器人,由3腔道外波纹式软体驱动器和前后卡脚组成.根据驱动器各个气腔内部气压产生不同方向的弯曲变形,实现了爬行机器人前进、转向和抬头等仿蠕虫运动;同时,基于虚功原理和Yeoh模型搭建了非线性数学预测模型.为验证预测模型的准确性,设计了有限元仿真分析和实体样机试验,将所得数据与数学模型预测值进行对比,结果表明非线性数学预测模型具有有效性.本研究提出了结构更简洁、弯曲更灵活、力学性能更好的3腔道仿生软体爬行机器人,建立的数学预测模型能够较为准确地预测3腔道软体驱动器在不同气压下弯曲步幅的大小.