气动双稳态装置驱动的仿喷水推进乌贼结构软体机器人

作     者：乔增 王神龙 李凯 林俊杰 胡锦杰 黎卓羿 黄宏泰 李国瑞 QIAO Zeng;WANG Shenlong;LI Kai;LIN Junjie;HU Jinjie;LI Zhuoyi;HUANG Hongtai;LI Guorui

作者机构：上海理工大学机械工程学院上海200093 上海理工大学中德国际学院上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 之江实验室浙江杭州311100 

出 版 物：《机器人》 (Robot)

年 卷 期：2023年第45卷第3期

页      面：287-301页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(12172226) 

主　　题：双稳态装置 喷水推进 软体机器人 动量差 

摘      要：基于双稳态结构跳变原理,设计了一种仿喷水推进乌贼结构软体机器人。首先,制作一种双稳态驱动装置,该装置随着气体周期性通断进行跳变,带动拨水薄膜产生往复运动,使得样机内部体积变化。其次,通过调节双稳态装置的驱动频率,使样机快速喷水、缓慢吸水形成动量差,推动样机向前运动。通过试验得出双稳态驱动装置跳变产生的推进力的变化规律,并将其应用到仿生乌贼的驱动中。最后,试验分析了双稳态装置跳变过程的运动特性,建立相应的力学模型,通过ABAQUS仿真软件对驱动装置的弯曲性能进行仿真分析,验证其弯曲性能。研究结果表明,样机在双稳态装置驱动下可以达到8.7 cm/s(约0.58倍样机身长/秒)的运动速度,具有一定的负重能力,展现出了优异的游动性能。