机器人

作者：李兴旺, 滕燕, 徐迎

关键词：双稳态, 软体驱动器, 仿生, 四足机器人

软体机器人受材料性质和驱动原理等方面的限制，难以提升运动性能与承载能力。为此，本文提出一种基于双稳态驱动器的气动软体四足机器人。首先，设计了一种由刚性连杆、软体驱动器和弹簧3部分组成的双稳态软体驱动器。驱动器利用弹簧进行储能，通过压缩空气的驱动，可在2种稳定状态之间快速跳变。推导出驱动器的理论能量模型并对样机进行测试，试验测得双稳态软体驱动器的跳变运动时间为60~100 ms，其末端输出力是同驱动条件下软体驱动器的2~4倍。然后，以该驱动器为基础设计了一种四足机器人，并对机器人的控制方案和运动步态进行分析。最后，搭建气动控制回路对四足机器人样机的性能进行测试。研究结果表明，该样机在一个运动周期内可爬行125 mm或转向15 ^\circ ，平均爬行速度为158.62 mm/s（1.11倍体长/秒），最高瞬时速度达396.62 mm/s（2.83倍体长/秒）。此外，该机器人可承载400 g负载，相当于自身质量的1.08倍，展现出了良好的运动性能与承载能力。

来源：2024年第3期

《机器人》期刊编辑部

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