灵感来自于Origami的柔软气动执行器,具有多种变形模式,用于软腿机器人机动车辆

科学领域:

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• 机械工程 机械工程

背景情况:

• 软腿移动机器人需要能够快速延伸,曲和高力输出的执行器,用于各种运动和承载任务.
• 现有的软执行器往往缺乏先进软机器人应用所需的速度,力和多模态变形的组合.

研究的目的:

• 推出一种新型的可视化,灵感来自于原木的软气动执行器 (BOSPA),旨在实现多功能软机器人机动.
• 为了证明BOSPA能够实现多种变形模式的能力,包括线性延伸和曲,具有快速透过的可视化稳定性.
• 展示BOSPA在各种软机器人中的应用,这些机器人具有不同的运动能力.

主要方法:

• 设计和制造了一种3D打印的充气软米乌拉原木管结构,配有双空气腔和弹性环,以实现双向稳定.
• 编程驱动空气压力来控制执行器的变形模式 (线性延伸,曲,合运动).
• 开发了四种不同的软机器人 (跳跃,爬行,三脚,四足) 使用BOSPA模块来演示各种运动.

主要成果:

• 博斯帕执行器表现出可逆的,快速的线性跳跃延伸运动,使跳跃机器人能够实现连续跳跃 (0.65 BL在1.25 Hz).
• 一个爬行机器人实现了直线运动 (1.22 BL/s),并且可以在高达14°的斜坡上升.
• 三脚机器人和四脚机器人展示了滚动,周围爬行,步行和慢跑步行方式,四脚机器人承载的有效载荷高达其腿重的20倍 (最大2公斤).

结论:

• 灵感来自于奥里加米的可变软气动执行器 (BOSPA) 为软机器人机动提供了一种多功能解决方案,提供快速,高强度,多模式的执行.
• 在各种机器人中成功实施突出了BOSPA在跳跃,爬行,载荷和穿越障碍物方面的先进应用潜力.
• 这项研究通过提供一种能够进行复杂和高效运动的新型执行器来推动软机器人的发展.