像毛毛虫一样爬上墙,上交大新型软体机器人可以程度笔直过度挪移

如今的机器人,可谓是千姿百态、形态各异,比如长成这样的:还有这样的:这些看似奇特的机器人大多是受自然生物开导而设计的。本文的主角是下面这位:一条机器人,是的,一条。这是上海交通大学机械与动力工程学院机

如今的机器人,可谓是千姿百态、形态各异,比如长成这样的:

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还有这样的:

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这些看似奇特的机器人大多是受自然生物开导而设计的。本文的主角是下面这位:一条机器人,是的,一条。

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这是上海交通大学机械与动力工程学院机器人研讨所谷国迎教授团队受尺蠖开导研发的一种新型软体机器人。

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论文地址:https://ieeexplore.ieee.org/document/9585535/media#media尺蠖作为一种幼虫,每一个行进步伐都很小,但它们可以或许爬过的地形和方向是非常多样的。例如尺蠖可以或许在程度和笔直外表上缓慢前行,并利用其出色的灵巧性在不平坦的地形上行进。因此,许多研讨人员都试图模仿尺蠖构建行动灵动的软体机器人。

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对于软体机器人来说,在程度面和笔直面之间的过度是非常困难的,因为它们必须既坚固又灵动——足以将一只脚从地面抬起并在笔直的墙壁或外表上立足。

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为了实行如尺蠖般的灵动性,上海交大的研讨团队用 3 个纤维增强的气动执行器模拟尺蠖的身材部分,作为气动人工肌肉。这种气动机制有助于精确掌握机器人的「尾巴」、「头部」和「身材」。同时掌握系统负责监控执行器的位置,协调机器人的整体活动,使其在匍匐时实行尺蠖蠕动一般的「Ω」形状。

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该尺蠖机器人的足部采用两个负压吸盘来产生可控摩擦力。在气动执行器和吸盘的同步推动下,该机器人和真正的尺蠖一样,通过伸展身材并掌握足部的压力吸盘「迈步行进」。它在程度面上可以达到 21 妹妹/s 的最高挪移速度,在笔直墙壁上达到 15 妹妹/s 的最高速度。在负载方面,它可以或许在程度面上装载 500 克(约自身分量的 15 倍)的分量,在笔直墙壁上可以装载 20 克的分量。此外,该研讨还开发了一个简化的活动学模型来表征该机器人的活动学特征,并提出了一种掌握策略来同步掌握其多模态活动变形和吸盘摩擦力。

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该尺蠖机器人在笔直外表上呈「Ω」状匍匐。这是软体挪移机器人首次在程度和笔直平面之间实行过度活动,将有助于扩大软体机器人的工作空间,可用于检查、清洁、维护等方向,并具有在液体中应用的潜力。未来研讨团队将在该软体机器人上添加更多传感器来进一步实行掌握自动化,减小驱动系统的尺寸以减小机器人的束缚,并探索该机器人在更复杂环境中挪移的可能性,例如天花板、非结构化区域等。参考链接:https://spectrum.ieee.org/robotic-inchworm

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