钱佳伟 孙秀婷,2) 徐 鉴 方虹斌,††

* (同济大学航空航天与力学学院,上海 200092)

† (复旦大学智能机器人研究院,上海 200433)

** (复旦大学智能机器人工程技术研究中心,上海 200433)

†† (复旦大学智能机器人教育部工程研究中心,上海 200433)

引言

随着科学技术的不断发展,机器人的应用范围越来越广泛,应用场景也越来越多样化.为了进行灾后搜救、管道清理、未知区域探索等任务,机器人需要能在有限的工作空间和不规则的地形下移动并完成任务.于是,许多学者以蚯蚓等蠕虫为仿生对象,设计了一系列仿蠕虫机器人[1-8].受到蚯蚓的运动来源于体节的轴向变形的启发,在此类仿蠕虫机器人的设计中,仿蠕虫机器人通过不同的驱动方式驱动环向和纵向弹性元件使体节单元发生轴向伸缩变形,从而实现仿蠕虫机器人的运动[1].Fang 等[2]使用折纸球结构作为仿蠕虫机器人的体节单元,通过电机驱动绳索控制体节单元的伸缩变形,在管道中实现了仿蠕虫机器人的后退蠕动波运动;Luo 等[3]提出了一种剪刀结构单元的仿蠕虫机器人,该剪刀结构单元可以通过伺服电机控制体节单元的伸缩变形模拟蠕虫环肌与纵肌的变形,从而实现移动的功能;Pfeil 等[4]提出了一种介电弹性体驱动的软体仿蠕虫机器人,其体节单元由内部的保持结构和外部的介电弹性体构成,通过切换介电弹性体一端电极的电压使体节单元发生伸缩变形.由于弹簧的拉压变形与蠕虫体节单元的伸缩变……