张力文， 徐齐平， 刘锦阳

(上海交通大学 工程力学系， 上海 200240)

不同于具有高刚度和复杂结构的传统刚性机器人，软体机器人具有结构简单、人机交互安全性强、灵活性高、与复杂工作环境兼容性好的优点，是目前机器人行业中最具吸引力的领域之一.软体机器人主要利用形状记忆合金、橡胶材料、硅胶、介电弹性体及芳纶纤维等柔性材料制成[1-5]，能够完成蠕动、游动、越障、跳跃及抓握等复杂的动作[6-10].其驱动方式主要包括流体驱动、形状记忆合金驱动及电活性聚合物驱动等[11-13].

目前，软体机器人的研究还处于起步阶段，研究者们通常从自然界生物的外形结构和运动模式获得灵感，设计适用于特殊环境作业的仿生机器人.Rafsanjani等[5]研制出了一种由硅橡胶管组成的蛇形机器人，当机器人充气膨胀时，附着于机器人表面的可拉伸的塑料薄片会被迫弹出，从而锚定于地面上，整个机器人即可利用这些锚定的塑料片的拉动前进，这种蠕动爬行的运动方式为众多仿蠕虫和仿蛇的软体爬行机器人的运动研究提供了新思路.王江北等[14]设计了一种多气囊软体爬行仿生机器人，通过对其硅胶材料的本构关系的研究，得出了机器人的运动步幅和内部气压的关系，并利用实验验证了该理论关系的可行性，为此类气动驱动的软体爬行机器人爬行步幅的实验研究提供了理论指导.

在所有的仿生软体爬行机器人中，尺蠖形四足软体爬行机器人灵……