陈 涛，李连波

（南京理工大学泰州科技学院，江苏 泰州 225300）

蛇形机器人，又称机器蛇，其是一种能模仿生物蛇运动的新型机器人。由于其能像蛇一样进行“无肢运动”，因而被国际公认为“最富于现实感的机器人”。

随着机器人研究领域的迅速发展，航空航天、军事侦察攻击、水下地下管道勘测、疾病检查治疗、救灾抢险、星际探索等非结构环境下的自主作业已成为了重要的热门研究发展方向。针对未来的机器人未知的工作环境，蛇形机器人的研究开创了一个新的仿生机器人的研究领域，其多关节、多自由度，多冗余结构可实现多种运动模式，颠覆了靠轮子或者履带通过连续转动的方式实现地面运动的传统方案，具有极强的灵活性、稳定性和环境适应能力，在完成非结构环境下的自主作业方面具有极强的研究价值。蛇形机器人研究的广阔前景和潜力，使得近年来国内外很多研究者都在致力于推动蛇形机器人的研究和发展，并取得了许多成绩。

1 蠕动运动的运动分析与仿真

蛇形机器人的蠕动过程可以近似看作是运动连杆依次传动的过程[1]。将蛇形机器人简化为八段固定长度的连杆系统，蛇形机器人的蠕动过程需要多关节的协调运动[2]。本文以4 连杆组成的蠕动运动分析为重点，对如何使得波形过渡得较平滑，不会出现大的角速度变化，且尽量避免静止端出现滑动等问题进行分析讨论。

依据蜿蜒曲线的定义，可得蛇形机器人在进行近似于蜿蜒曲线半波形状态的向前伸缩运动时，相邻的连杆间的角度变化函数，即关节角度函数