气动运动链与软体机器人技术：蠕动跳跃机器人与EAP材料的应用

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    气动运动链：/drl/wiki/index.php?title=蠕动跳跃机器人：~hirai//-e.html BZ反应：/watch?v== EAP材料：/wiki/%E7%94%B5%E6 %B4%BB%E6%80%A7%E8%81%9A%E5%90%88%E7%89%A9 Soft（软件机器人）： /loi/SORO群：/index.php 1.先看一个视频生物模型：蚯蚓钻洞时，它的后部作为支撑点，前端钻进泥里。然后，前端扩张并作为另一个锚定支点，将一半向前拉。气动运动链通过给机器人的某些部位充气并改变其运动副的刚度来实现机器人的滚动。目前，该团队正在通过化学反应（例如热膨胀、液-气相变）来改变运动副的刚度。爬行跳跃软体机器人利用SMA变形将稳定状态转变为不稳定状态，将重力势能转化为动能，机器人滚动。此外，外壳的弹性势能可以通过变形储存起来，然后瞬间释放，使机器人跳跃。电活性聚合物（英文： ，缩写：EAP）是一类在电场作用下能改变其形状或尺寸的高分子材料[1]。

    这些材料通常用于执行器和传感器。电活性聚合物的一个典型特征是它们能够承受大变形，同时保持巨大的力。 SMA：形状记忆材料聚合物凝胶温度敏感自振荡反应。很多人正在研究丙二酸、溴酸钠和硝酸的混合溶液，基于（科学家）-（生物物理学研究生）反应（著名的化学休克反应），其发生周期性的膨胀和收缩变化。副标题《软体机器人简介》你可能想问这个想法从何而来，功能如何实现。还有其他形式吗？以后的发展方向我也可以做一个吗？软体机器人背景介绍 软体机器人结构形式定义 驱动方式 国内外研究实例 未来挑战 如何制定自己的大纲 背景介绍 传统机器人、刚性模块、精密运动结构、刚性环境适应性差，运动范围窄空间受限，无法通过 尺寸小于机器人尺寸或形状复杂。这些缺点限制了刚性机器人在某些领域的应用。例如，在军事侦察中，希望侦察机器人能够钻穿墙缝、门缝等小尺寸、异形载荷通道；矿难、地震灾害救援都需要机器人。可以深度探测；科学探测往往需要机器人进入开口狭窄的空间。背景介绍：为了提高机器人的灵活性，研究人员组建了超冗余机器人，赋予它们更多的居家自由度，使其具备一定的连续变形能力，比如蛇形机器人、象鼻机器人、等等，但它们的零组件仍然是刚体，不能改变其尺寸。

    软机器人结合了材料科学和机器人技术。背景介绍软体机器人模仿自然界中的软体动物，由可承受较大应变的软质材料制成。它们具有无限自由度和连续变形能力，可以在大范围内任意改变形状和尺寸。由于耐压能力较低，软体机器人具有对环境适应性较好等优点。各种机器人特性比较 刚体 离散冗余 软件自由度 越来越少 驱动器无限多 更少、更多离散、离散连续材料 金属、塑料 金属、塑料橡胶、SMA、电活性聚合物 精度很高、很高、很低、承载能力，高，低 低 安全性 低 低 高 灵活性 低 高 高 工作环境 结构化环境 结构化 非结构化 结构化 非结构化 与障碍物的兼容性 无 好 最佳可控性 容易 中 困难 路径规划 容易 困难 困难 定位 检测 容易Hard Hard 来源：软体机器人研究现状概述 软体机器人结构形式 结构形式 静水骨骼结构 肌肉静水骨骼结构 其他结构驱动方式 驱动方式 物理驱动 国内研究化学驱动的一个例子是开发的仿生“蚯蚓”机器人浙江大学刘伟廷、祥生等人。模拟蚯蚓的波动机制，通过SMA设计驱动器，将多个驱动器串联，通过循环模仿驱动器的动作来实现波动。结构形式：静液压骨骼结构驱动方式：物理驱动国外研究实例哈佛大学M.实验室开发的软体机器人。该结构由硅橡胶制成。向机器人输入压缩空气，控制四肢的扩张和压缩。对于步行、爬行、滑行等步态，行进速度为每秒0.5厘米。

   

    二代本体带有驱动装置，不需要外接气源。并且承载能力得到了提高。运动时可承重3.4Kg，静态时可承重8KG。结构形式：肌肉静水骨骼结构驱动方式：物理驱动 图片来源：Soft/Group/  设计多学科：材料、化学、微机电、液压、控制，各学科都有未解决的问题；依赖新材料，在应力、应变、响应速度、寿命等方面存在缺陷，商品化水平较低。它们无法满足软机器人的需求。设计方法不成熟，在平衡灵活性、承载能力、可靠性指标方面还存在问题。为此需要建立准确的物理模型，但这需要同时分析流体力学、运动学、动力学、电子力学、热力学和化学动力学。如何自己制作！ ！ ！ Soft 2015 /-结束 静水骨骼结构 结构：肌肉形成一个封闭的空腔，充满体液 原理：当肌肉向一个方向收缩时，它必须向其他方向伸长 原型：蠕虫、海葵、毛毛虫 隐喻：水气球 肌肉发达 静水骨骼结构：没有封闭的液腔，肌纤维呈不同方向排列。原理：横向肌收缩时，身体纵向伸展；当纵向肌肉收缩时，身体横向拉伸，体积保持不变。

    原型：动物舌头、象鼻、章鱼触手等结构气动运动链 图片来源：/drl/wiki//thumb/5/56/.jpg/450px-.jpg 图片来源：~hirai///-.jpg 图片爬行跳跃软体机器人来源：软体机器人研究现状概述相关网站 1、先看一个视频生物模型：蚯蚓钻洞时，其后部作为支撑点，后部作为支撑点。前端钻进泥里，然后前端膨胀，成为另一个锚定支点，将后半部分向前拉。气动运动链通过给机器人的某些部位充气并改变其运动副的刚度来实现机器人的滚动。该团队目前正在通过化学反应（例如热膨胀、液-气相变）来改变运动副的刚度。爬行跳跃软体机器人利用SMA变形将稳定状态转变为不稳定状态，将重力势能转化为动能，机器人滚动。此外，外壳的弹性势能可以通过变形储存起来，然后瞬间释放，使机器人跳跃。电活性聚合物（英文： ，缩写：EAP）是一类在电场作用下能改变其形状或尺寸的高分子材料[1]。

   

    这些材料通常用于执行器和传感器。电活性聚合物的一个典型特征是它们能够承受大变形，同时保持巨大的力。 SMA：形状记忆材料聚合物凝胶温度敏感自振荡反应。很多人正在研究丙二酸、溴酸钠、硝酸的混合溶液，基于（科学家）-（生物物理学研究生）反应（著名的化学休克反应），周期性的膨胀和收缩变化* *